Vedci vytvorili materiál ako zo sci-fi. Spája vlastnosti skla a plastu, čo považovali za nemožné

Vedci z Wageningen University & Research predstavili nový typ materiálu, ktorý môže výrazne zmeniť spôsob, akým sa v budúcnosti vyrábajú a opravujú plastové výrobky. Nová látka nesie označenie compleximer a podľa výskumníkov spája vlastnosti, ktoré sa doteraz považovali za vzájomne nezlučiteľné.

Materiál dokáže odolať nárazom podobne ako plast, no zároveň sa správa pri spracovaní podobne ako sklo a dá sa jednoducho tvarovať pri vyšších teplotách.

Materiál, ktorý spochybňuje dlhoročné pravidlá

Ako uvádza najnovšia štúdia, materiálová veda dlhodobo vychádzala z predpokladu, že materiály s vlastnosťami podobnými sklu sú prirodzene krehké. Platilo, že čím pomalšie sa materiál taví a čím jednoduchšie sa formuje, tým väčšia je pravdepodobnosť jeho praskania pri náraze. Výskumný tím pod vedením profesora Jaspera van der Guchta však ukázal, že toto pravidlo nemusí platiť vždy.

Compleximer sa dokáže pri náraze deformovať a absorbovať energiu bez toho, aby sa rozpadol na úlomky. Zároveň sa pri zahriatí správa dostatočne poddajne na to, aby ho bolo možné tvarovať alebo vyfukovať podobne ako sklo. Ide o kombináciu vlastností, ktorá bola doteraz považovaná za technicky nedosiahnuteľnú.

Tajomstvo je v molekulovej štruktúre

Rozdiel oproti bežným plastom sa nachádza na molekulárnej úrovni. Klasické plasty využívajú chemické väzby, ktoré pevne spájajú dlhé molekulové reťazce. Tieto väzby fungujú ako trvalé lepidlo a určujú výsledné mechanické vlastnosti materiálu.

Compleximer funguje inak. Jedna časť molekulových reťazcov nesie kladný náboj a druhá záporný. Opačné náboje sa priťahujú podobne ako magnety a držia štruktúru pokope bez pevného chemického spojenia. Tento princíp vytvára väčší priestor medzi reťazcami, čo umožňuje materiálu absorbovať energiu nárazu a zároveň zostať spracovateľným pri vyšších teplotách.

Výskumníci upozorňujú, že ide o nový spôsob správania elektricky nabitých materiálov, ktorý môže otvoriť dvere ďalším nečakaným vlastnostiam v oblasti polymérov.

Oprava môže byť jednoduchšia než výmena

Jednou z najzaujímavejších vlastností compleximeru je schopnosť samovoľnej opravy. Keďže molekulové reťazce nie sú spojené trvalými chemickými väzbami, poškodené miesto stačí zahriať a materiál sa môže opätovne spojiť. V praxi by to znamenalo, že prasknutý panel alebo poškodený plastový výrobok by sa dal opraviť jednoduchým zahriatím bez nutnosti výmeny.

Wageningen University & Research

Takýto prístup by mohol výrazne predĺžiť životnosť výrobkov a znížiť množstvo odpadu, ktoré dnes vzniká pri poškodení plastových komponentov.

Potenciál pre udržateľnejšie plasty

Súčasná verzia materiálu je zatiaľ vyrábaná z fosílnych surovín, výskumníci však už pracujú na biobázových alternatívach. Cieľom je vytvoriť materiály, ktoré budú nielen opraviteľné, ale v prípade potreby aj biologicky rozložiteľné.

Ak sa tento smer vývoja potvrdí, compleximer by mohol predstavovať nový prístup k plastom. Namiesto neustáleho zlepšovania recyklácie by sa dôraz presunul na materiály, ktoré vydržia dlhšie, dajú sa opravovať a po skončení životnosti nezaťažujú životné prostredie. Výskum tak naznačuje, že budúcnosť plastov nemusí spočívať len v ich nahrádzaní, ale aj v zásadnej zmene ich vlastností.

Čítajte viac z kategórie: Novinky