Deși versiunea actuală este realizată din materii prime pe bază de combustibili fosili, echipa de la Wageningen University & Research (WUR) lucrează deja la o variantă mai sustenabilă, obținută din surse biologice, a noului material numit „compleximer”.
Cercetătorii de la WUR au pus sub semnul întrebării teorii consacrate din știința materialelor, dezvoltând o clasă complet nouă de material. Substanța, de culoarea chihlimbarului, reușește să combine proprietăți considerate până acum incompatibile: are rezistența la impact a plasticului, dar poate fi modelată și suflată la cald la fel de ușor ca sticla, potrivit Interesting Engineering.
Încălcarea „regulii fragilității”
Timp de zeci de ani, în domeniul materialelor „sticloase” a funcționat o regulă simplă: cu cât un material se topește mai lent și este mai ușor de prelucrat, cu atât devine mai fragil.
Profesorul Jasper van der Gucht și echipa sa au demonstrat însă contrariul. Ei au obținut un material care se topește suficient de lent pentru a fi modelat cu precizie, dar este în același timp atât de rezistent încât, dacă este scăpat pe podea, ricoșează în loc să se spargă în bucăți.
„Magneții” moleculari – cheia descoperirii
Secretul stă în modul în care materialul este organizat la nivel molecular. În mod obișnuit, plasticele sunt stabilizate prin legături chimice permanente care „lipesc” lanțurile moleculare între ele. În cazul compleximerilor, legătura se realizează prin forțe fizice de atracție.
Mai exact, jumătate dintre lanțuri au sarcină pozitivă, iar cealaltă jumătate au sarcină negativă. Aceste sarcini opuse se atrag asemenea unor magneți, menținând structura unită fără a crea legături chimice fixe.
Pentru că aceste forțe acționează pe distanțe mai mari decât legăturile chimice clasice, între lanțuri rămâne mai mult spațiu. Această „libertate” la nivel molecular permite materialului să fie frământat și suflat la temperaturi ridicate, dar și să absoarbă șocuri fără să se fractureze.
Rezultatul a fost surprinzător, mai ales în comparație cu lichidele ionice și alte materiale încărcate electric, sugerând că substanțele cu sarcină electrică pot avea comportamente complet noi, insuficient explorate până acum.
„Faptul că demonstrăm că materialele încărcate electric se pot comporta fundamental diferit de ceea ce anticipam este, în acest moment, cel mai entuziasmant aspect pentru mine”, a declarat Van der Gucht.
Reparații cu… uscătorul de păr
Aplicațiile practice ale acestui material sunt promițătoare, mai ales pentru bunurile de larg consum.
Deoarece lanțurile moleculare sunt unite prin forțe fizice și nu prin legături chimice permanente, materialul are capacitatea de a se „vindeca” singur.
Dacă, de exemplu, un panou de acoperiș sau o piesă de mobilier de grădină realizată din compleximer ar crăpa, reparația ar putea fi extrem de simplă: încălzirea zonei cu un uscător de păr și presarea marginilor fisurii, pentru ca „magneții” moleculari să refacă legătura.
O alternativă mai verde la plasticele clasice
În prezent, compleximerul este produs din resurse fosile. Totuși, echipa WUR își propune să dezvolte versiuni pe bază de materii prime regenerabile.
Wouter Post, cercetător în domeniul tehnologiilor pentru plastice sustenabile, subliniază că această direcție ar putea schimba modul în care sunt concepute materialele plastice. În loc să se concentreze exclusiv pe reciclare, cercetarea deschide posibilitatea unor plastice care se repară ușor sau chiar se degradează biologic într-un timp scurt.
Ştiri video recomandate
