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瞬時に自己修復し、分解して再利用しやすい新しい超分子プラスチック

2022-09-05

フィンランドの医療研究所の上級研究員である Li Jianwei 氏が率いる研究グループは、超分子プラスチックと呼ばれる新しい材料を調査しました。これは、従来のポリマー プラスチックを、持続可能な開発を促進する環境に優しい材料に置き換えるものです。液液相分離法を使用して研究者によって作られた超分子プラスチックは、従来のポリマーと同様の機械的特性を持っていますが、新しいプラスチックは分解と再利用がより簡単です。

プラスチックは、現代において最も重要な素材の 1 つです。 1世紀にわたる開発の後、それは人間の生活のあらゆる側面に統合されました.しかし、従来のポリマー プラスチックは自然界では分解および再生能力が低く、人類の生存に対する最大の脅威の 1 つになっています。この状況は、モノマーを結合してポリマーを形成する共有結合に固有の強い力によって引き起こされます。

この課題に対処するために、科学者は、共有結合よりも強力ではない非共有結合で接続されたポリマーを作成することを提案しています。残念なことに、弱い相互作用では分子を巨視的次元の材料に保持するには不十分であることが多く、非共有結合材料の実用化を妨げています。

フィンランドのトゥルク大学の Li Jianwei の研究グループは、液液相分離 (LLP) と呼ばれる物理的概念が、溶質を分離および濃縮し、分子間の結合力を高め、マクロ物質の形成を促進できることを発見しました。得られた材料の機械的特性は、従来のポリマーの機械的特性に匹敵します。

さらに、材料が壊れると、破片は即座に再結合して自己修復することができます.また、飽和量の水を封入する場合、素材は接着剤となります。たとえば、鋼製のジョイント サンプルは、16 kg の重量に 1 か月以上耐えることができます。

最後に、非共有相互作用の動的で可逆的な性質により、材料は分解性があり、高度にリサイクル可能です。

「従来のプラスチックと比較して、当社の新しい超分子プラスチックはよりインテリジェントです。強力な機械的特性を保持するだけでなく、動的で可逆的な特性も保持し、材料を自己修復して再利用可能にするからです」とポスドク研究者の Yu Jingjing 博士は説明しています。 .

「超分子プラスチックを生成する小分子は、以前は複雑な化学システムから除外されていました。これは、マグネシウム金属陽イオンを含むインテリジェントなヒドロゲル材料を形成します。今回、LLP を使用して、この古い分子の新しいスキルを教えることを非常に嬉しく思います。」研究所の主任研究員である Li Jianwei 博士は、次のように述べています。

「新たな証拠は、LLP が細胞コンパートメントの形成における重要なプロセスである可能性があることを示しています。現在、私たちは生物学と物理学に触発されたこの現象を進化させ、私たちの環境が直面している大きな課題に対応しました。より興味深い材料 LLP プロセスは次のようになると信じています。近い将来に調査されます」と Li は続けました。

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