Създадена е иновационна пластмаса, която е стабилна на сянка и изчезва на Слънце

Оригиналът е на Прачи Пател (Prachi Patel)

1
1480

В гръцката митология стопяващите се на слънцето крила на Икар са истинска трагедия. Но за военните летателни апарати, материалите, които се изпаряват под въздействието на слънчевата светлина могат да се окажат неочаквано мощно оръжие: представете си безпилотен дрон, който безследно изчезва след доставката на боеприпаси в отдалечено и тайно място.

Специалистите от технологичния институт на щата Джорджия създадоха нов тип пластмаса, от която могат да бъдат направени както гъвкави листове, така и твърди механични детайли, които изчезват в рамките на няколко минути или часове под въздействието на ултравиолетова светлина или температура над 80 градуса по Целзий. Предишните опити за създаването на пластмаси, които се самоунищожават при нагряване, имаха проблеми с устойчивостта дори и при стайна температура. Но новото вещество, създадено от учените на Джорджия остава стабилно в продължение на много години, стига да не се показва на слънце.

Тези пластмаси могат да се използват и за изготвянето на сензори за състоянието на околната среда, за еднократни медицински прибори, които се разтварят след използване, за създаване на лепила, които се разлагат под въздействието на топлинно излъчване и т.н.

„Тези пластмаси са идеални за ситуации, когато искате предметите бързо да изчезнат“ – заяви Пол Кот, професор по химическа и молекулярна биология.

Проведената наскоро презентация на професор Кол обхвана всички най-нови подобрения, които той и неговите колеги са направили в своя материал. Неговият екип от много години работи върху формулата на това вещество и това далеч не е единственият опит за създаване на подобна пластмаса. DARPA има големи и мащабни програми за финансиране на научните изследвания, които могат да доведат до разработването на изчезващи устройства за военни доставки по въздуха. Научната работа на професор Кол също се финансира от Агенцията за перспективни изследвания в областта на отбраната.

За да създадат здрави пластмаси, които бързо се разрушават при определени условия, професор Кол и някои други учени избраха да базират своите изследвания на молекулата поли(фталалдехид) (PPHA). Подобно на всички полимери той се разпада на съставните си блокове при нагряване над определена температура. Но за разлика пластмасите, от които са направени бутилките и опаковките, които се разрушават при много висока температура, PPHA се разлага при температура по-ниска от стайната. Това свойство дава възможност за лесното разрушаване на този полимер, но това все още не е достатъчно.

За да бъде накаран PPHA да стане псевдо стабилен, Кол и неговите колеги са образували пръстен от неговата полимерна структура.

„Сега това съединение се деполимеризира единствено отвън навътре. Процесът малко прилича на беленето на банан – не е лесно да се направи от средата, но е съвсем лесно да се започна от единия край. Пръстеновидната структура предотвратява разрушаването на модифицирания PPHA при стайна температура, но ако някакъв тригерен процес разкъса дори и една връзка, цялата молекула моментално се деполимеризира и изцяло се разпада“ – обяснява професор Кол.

Андрю Дав, професор по химия в университета Бирмингам във Великобритания счита, че това е много интересно решение, работещо на принципа на обикновения цип. Достатъчно е да се дръпне в единия край и здравото до този момент съединение веднага се разпада. Професор Кол е постигнал този ефект чрез добавянето в пръстеновидната PPHA цял микс от допълнителни вещества.

За да се предизвика унищожението на този полимер с помощта на ултравиолетова светлина, учените са добавили вещество, което се окислява при наличието на слънчева светлина и след това разрушава връзките на PPHA. За да се забави скоростта на тази деградация, и за да може да  се изгради пълноценен летателен апарат, като например планер, който да успее да изпълни своята мисия, в материала са добавени допълнителни алаклни вещества, които реагират с киселинните и отслабват тяхното действие.

Въпреки своята пръстеновидна форма, в началото PPHA е бил твърде нестабилен за дълготрайно използване. Кол и неговите колеги успяха да открият, че това се дължи на малките следи от катализатора борен трифлуорид, който се използва за изграждането веригите на PPHA. След премахването на всички примеси, срокът на използване на полимера рязко се е увеличил. Сега той може да се съхранява и използва до 20 години в помещения със стайна температура, като излъчването на луминесцентните лампи не му оказва влияние.

Въпреки тези подобрения, получената пластмаса се оказала сложна за използване, понеже е твърде крехка. Но по време на конференцията на американската химическа общност Кол обявява, че е решил проблема чрез добавянето на йонни вещества към тази пластмаса. Това са предимно соли в течна форма, които са в състояние силно да променят свойствата на PPHA. Един от използваните типове йонна течност правят пластмасата твърда и здрава – идеално подходяща за крилата на различните планери. Под въздействието на друг вид йонна течност тази пластмаса става мека и здрава, като с лекота може да се сгъва, което е отлично за създаването на парашути и всякакви опаковки.

DARPA вече използва новата пластмаса за изготвянето на леки и здрави планери и парашути. През месец ноември миналата година агенцията тества едно от тези транспортни средства. Планерът, пуснат от стратосферен балон успешно достави пратка с тегло 1 кг на разстояние 150 км. След четири часа на слънце планерът напълно изчезна, като остави на земята малко по размери маслено петно. Кол казва, че чрез добавянето на различни допълнителни вещества е възможно регулирането времето на разпад на тази пластмаса. Към днешен ден новите пластмаси от този тип изчезват за по малко от 5 минути под въздействието на яркото обедно слънце.

Военните вече използват тази пластмаса, но пред нейната масова употреба стоят още няколко проблема. Някои учени посочват, че нейната бърза деградация под въздействието на слънчевата светлина я прави неподходяща за ежедневните опаковки. Но времето на разпад вече може да се регулира в широки граници. От друга страна, това което остава след разпадането на иновативната пластмаса, също има значение. Нищо не изчезва напълно и това, което остава след разпадането на този полимер е важно и оказва някакво влияние на околната среда.

В този случай, остатъкът от разлагането е маслено петно, което някога е било бърз планер. Петното съдържа преди всичко йонните течности, с които е обработван полимера. Професор Кол заяви, че това са антимикробни вещества, аналогични на веществата, които се използват в болниците в антибактериалните салфетки. Но те не са подходящи като храна и техният контакт с хранителни вещества не е желателен. Но професор Кол и неговият екип заявиха, че само след около година ще направят така, че дори и тези вещества да се изпарят.

0 0 гласа
Оценете статията
Абонирай се
Извести ме за
guest
1 Коментар
стари
нови оценка
Отзиви
Всички коментари