Turun yliopistossa on kehitetty uudenlainen supramolekyylimuovi, jonka mekaaniset ominaisuudet ovat verrattavissa tavanomaisiin polymeerimuoveihin.
Tutkija Jianwei Lin vetämä ryhmä sai materiaalin aikaan neste–neste-faasierotuksen avulla. Tutkimustulokset on julkaistu Angewandte Chemie -lehdessä.
Uutuusmateriaali osoittautui monessa asiassa perinteisiä muoveja paremmaksi. Kun se pilkottiin palasiksi, palat voitiin yhdistää uudelleen, ja ne sitoutuivat toisiinsa välittömästi.
Älykäs supramolekyylimuovi on siis itsestään korjaantuvaa ja uudelleenkäytettävää.
Materiaali toimi myös sidosaineena, kun kyllästetyt määrät vettä kapseloitiin. Esimerkiksi teräksestä valmistetut saumakappaleet kestivät 16 kilogramman painon kuukauden ajan.
Lisäksi supramolekyylimuovi hajoaa ympäristössä hyvin, ja sitä on helppo kierrättää.
”Yksi pienistä molekyyleista, jotka tuottivat supramolekyylista muovia, seulottiin aiemmin monimutkaisesta kemiallisesta järjestelmästä. Se muodosti älykkäitä hydrogeelimateriaaleja magnesiummetallikationien kanssa”, Li kertoo tiedotteessa tutkimuksen taustasta.
”Olemme erittäin innoissamme voidessamme opettaa tälle vanhalle molekyylille uusia temppuja hyödyntämällä neste–neste-faasierotusta.”
Luvassa uusia mielenkiintoisia materiaaleja
Perinteisten polymeerimuovien hajoamattomuus luonnossa johtuu kovalenttisten sidosten luontaisesta voimasta, joka yhdistää monomeerit polymeereiksi.
Muovia on yritetty tehdä ei-kovalenttisilla sidoksilla, jotka eivät ole yhtä tehokkaita kuin kovalenttiset sidokset. Heikompi vuorovaikutus ei kuitenkaan ole tarpeeksi vahva sitomaan molekyyleja makroskooppisissa materiaaleissa.
Jianwei Lin ryhmä oivalsi, että neste–neste-faasierotus voisi eristää ja tiivistää liuenneita aineita ja vahvistaa molekyylien välistä sidosvoimaa, mikä mahdollistaisi makroskooppisen materiaalin muodostumisen.
Li uskoo, että menetelmää käytetään jatkossa entistä enemmän ja näin tuotetaan jo lähitulevaisuudessa uusia kiinnostavia materiaaleja.
(Kuva Adobe Stock) Uusi supramolekyylimuovi on itsestään korjaantuvaa ja uudelleenkäytettävää. Kuvituskuva.
