隨著(zhù)地球上橡膠和塑料垃圾負擔持續增加，科學(xué)家們期待能以閉環(huán)回收的方式減少垃圾數量。據最新一期《自然·化學(xué)》雜志報道，美國研究人員發(fā)現了一種可能改變游戲規則的新分子——低聚環(huán)丁烷，對實(shí)現這一目標具有廣泛意義。
普林斯頓大學(xué)化學(xué)系研究人員表示，該分子以一種極不尋常的方式連接成正方形的重復序列，并能在一定條件下逆轉，即可將分子“壓縮”變成用于制造塑料的新聚合物，然后將其“解壓”（解聚）變回原始單體，以備重復使用。
過(guò)去，需要昂貴的專(zhuān)用聚合物和多道工序才能將類(lèi)似材料恢復為原始狀態(tài)，從來(lái)沒(méi)有使用丁二烯這樣普通的原材料。該新分子是聚丁二烯的一種形式，聚丁二烯已有一百多年的歷史，廣泛用于制造輪胎和鞋底等橡膠和塑料制品。其母體丁二烯是一種豐富的有機化合物，是化石燃料開(kāi)發(fā)的主要副產(chǎn)品。
研究人員表示，采用人們已經(jīng)研究和聚合了數十年的一種真正通用的化學(xué)物質(zhì)，從中制造出一種全新的材料，而且該材料還擁有有趣的特性，是在可持續化學(xué)方面邁出的一大步。
研究人員用鐵作為合成新分子的催化劑，可將丁二烯單體“點(diǎn)擊”在一起，從而形成低聚環(huán)丁烷。鐵“誘使”單體相互叩擊，以形成正方形聚合物。通常，單體通過(guò)S形結構的簡(jiǎn)單重復連接形成聚合物。但是在本研究中，這些單體會(huì )以正方形鏈的形式串在一起。
為了將其解壓，在鐵催化劑的條件下將分子暴露于真空中，將逆轉“壓縮”過(guò)程并回收原始材料，這使其成為閉合化學(xué)循環(huán)的一個(gè)罕見(jiàn)例子。
該材料還具有令人著(zhù)迷的特性。例如，它可以遠距離操縱，這意味著(zhù)該鏈的兩端均已功能化。此屬性可以使其本身用作構建基塊，充當聚合物鏈中其他分子之間的橋梁。此外，它是熱穩定的，這意味著(zhù)它可以加熱到250℃以上而不會(huì )迅速分解。
即使在低分子量為1千克/摩爾的情況下，它也表現出高結晶度，這表明它能在更輕的情況下實(shí)現其理想物理性能（如結晶度和材料強度）。
研究人員稱(chēng)，用這種單體制成的材料非常堅硬，并不像一般的再生塑料那樣脆弱不耐用。
聲明：本文來(lái)自其他媒體，不代表本網(wǎng)站的觀(guān)點(diǎn)和立場(chǎng)。
恒生微信公眾平臺
當前位置：
