Un nuevo plástico supramolecular que puede autocurarse en un instante y es más fácil de descomponer y reutilizar
2022-09-05
Un grupo de investigación dirigido por Li Jianwei, investigador principal del laboratorio de investigación médica en Finlandia, ha explorado un nuevo material llamado plástico supramolecular, que reemplazará los plásticos poliméricos tradicionales con un material ecológico que promueve el desarrollo sostenible. Los plásticos supramoleculares fabricados por investigadores que utilizan el método de separación de fases líquido-líquido tienen propiedades mecánicas similares a las de los polímeros tradicionales, pero los nuevos plásticos son más fáciles de descomponer y reutilizar.
El plástico es uno de los materiales más importantes en los tiempos modernos. Después de un siglo de desarrollo, se ha integrado en todos los aspectos de la vida humana. Sin embargo, los plásticos poliméricos tradicionales tienen poca capacidad de degradación y regeneración en la naturaleza, lo que se ha convertido en una de las mayores amenazas para la supervivencia humana. Esta situación es causada por la gran fuerza inherente al enlace covalente que conecta los monómeros para formar el polímero.
Para enfrentar este desafío, los científicos sugieren hacer polímeros conectados por enlaces no covalentes que sean menos poderosos que los enlaces covalentes. Desafortunadamente, las interacciones débiles a menudo son insuficientes para mantener las moléculas en materiales con dimensiones macroscópicas, lo que dificulta la aplicación práctica de materiales no covalentes.
El grupo de investigación de Li Jianwei en la Universidad de Turku en Finlandia descubrió que un concepto físico llamado separación de fases líquido-líquido (LLP) puede aislar y concentrar solutos, mejorar la fuerza de unión entre moléculas y promover la formación de macromateriales. Las propiedades mecánicas de los materiales obtenidos son comparables a las de los polímeros convencionales.
Además, una vez que el material se rompe, los fragmentos pueden reunirse instantáneamente y curarse por sí mismos. Además, al encapsular una cantidad saturada de agua, el material es un adhesivo. Por ejemplo, una muestra conjunta de acero puede soportar un peso de 16 kg durante más de un mes.
Finalmente, el material es degradable y altamente reciclable debido a la naturaleza dinámica y reversible de las interacciones no covalentes.
"En comparación con los plásticos tradicionales, nuestros nuevos plásticos supramoleculares son más inteligentes, porque no solo retienen fuertes propiedades mecánicas, sino que también retienen propiedades dinámicas y reversibles, lo que hace que los materiales sean autoreparables y reutilizables", explicó el Dr. Yu Jingjing, investigador postdoctoral. .
"Una pequeña molécula que produce plásticos supramoleculares se seleccionó previamente de un sistema químico complejo. Forma un material de hidrogel inteligente con cationes metálicos de magnesio. Esta vez, estamos muy felices de usar LLP para enseñar las nuevas habilidades de esta vieja molécula". dijo el Dr. Li Jianwei, investigador principal del laboratorio.
"Evidencia emergente muestra que las LLP pueden ser un proceso importante en la formación de compartimentos celulares. Ahora, hemos avanzado este fenómeno inspirado en la biología y la física para enfrentar los grandes desafíos que enfrenta nuestro entorno. Creo que se encontrarán procesos de LLP con materiales más interesantes. explorado en un futuro cercano", continuó Li.
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