Esnek bir geleceğe sahip, şekil değiştiren plastik

Yer ve ağırlık sınırlamaları nedeniyle Mars'a gitseniz yanınızda ne getirirdiniz? İdeal seçim, şekilleri hayal edebileceğiniz herhangi bir nesneye dönüştürebilen tek bir malzeme olacaktır.

Sabahları bu maddeye çatal bıçak şekli verebilirsiniz. Kahvaltınız bittiğinde, Mars bahçenizle ilgilenmek için çatalınızı ve bıçağınızı küreğe dönüştürebilirsiniz. Sonra, Kızıl Gezegen'de mutlu saat geldiğinde, o kürek sizin Marslı bira bardağınız olabilir.

Bilim kurgu gibi görünen şey gerçeğe bir adım daha yakın olabilir. Chicago Üniversitesi Pritzker Moleküler Mühendislik Okulu'ndaki araştırmacılar, ısıyla ayarlanabilen ve ardından temperleme olarak bilinen hızlı soğutma işlemiyle kilitlenebilen özelliklere sahip yeni bir plastik türü yarattılar. Klasik plastiklerin aksine malzeme oda sıcaklığına döndüğünde bu sertliğini korur.

Bulgular, yayınlanan Perşembe günkü Science dergisinde bu, bir gün astronotların uzayda bagajlarını paketleme şeklini değiştirebilir.

Chicago Üniversitesi'nden kimyager ve yeni çalışmanın yazarı Stuart Rowan, “Tüm farklı plastik türlerini yanınıza almak yerine, o plastiği yanınıza alın ve ona ihtiyaç duyduğunuz özellikleri verin” dedi. . .

Ancak maddenin yararlı olabileceği tek yer uzay değildir. Dr. Rawan'ın ekibi ayrıca deniz veya savaş alanı gibi kaynakların kıt olduğu diğer ortamlarda da potansiyel görüyor. Ayrıca yumuşak robotlar yapmak ve plastik geri dönüşümünü geliştirmek için de kullanılabilir.

Chicago Üniversitesi'nden kimya mühendisi ve yeni çalışmanın yazarı Shrayesh Patel, “Günlük yaşamlarımızda hepimiz plastiğe bağımlıyız” dedi. Ancak örneğin köpük bardaklar, çöp torbaları ve gözlük camları farklı özelliklere sahip plastikler gerektirir.

Öte yandan Dr. Patel, “plastiğin yapımını basitleştirerek” farklı ihtiyaçları karşılamak için tek bir malzemenin yapılabileceğini söyledi. Ayrıca plastiği daha sürdürülebilir hale getirecek çünkü tüm unsurlar geri dönüştürüldüğünde birlikte işlenebilecek. Geri dönüşümün yalnızca küçük bir parçanın yeniden kullanımına katkıda bulunması durumunda bu plastiğin ayrıştırılması gerektiğini açıkladı.

Modern plastikler, kalıcı olarak birbirine bağlı molekül zincirlerinden oluşur ve bu da onların parçalanmasını zorlaştırır. Ancak Chicago'lu araştırmacılar, yeni materyallerinin “pluripotent” (genellikle kök hücrelerin genel özelliklerini tanımlamak için kullanılan bir terim) olduğunu veya ısı kullanılarak kırılabilen ve yeniden şekillendirilebilen bağlardan oluştuğunu söylüyor.

Demircilerin çeliği fırında ısıtmasından ya da yavaş yavaş ısıtıp sonra hızla soğutmasından ilham aldı. Ancak metalin aksine plastik hafiftir ve fırın veya ocak kullanılarak elde edilebilecek sıcaklıklarda oluşturulabilir.

Araştırmacılar şeffaf, kırmızımsı plastiği 140 ila 230 Fahrenheit derece arasındaki sıcaklıklara ısıttı ve ardından hızlı bir şekilde soğutmak için buzdolabında sakladı. Düşük sıcaklıklarda temperlendiğinde daha fazla moleküler bağ oluşur ve bu da plastiği daha sert hale getirir. Ancak daha yüksek sıcaklıklarda malzeme daha yumuşak ve daha viskoz hale gelir.

Ekip, plastiği kavanozdan fıstık ezmesini çıkarabilecek kadar sağlam bir kaşık ve peyniri alabilen bir çatal haline getirdi. Ayrıca iki cam parçasını birbirine yapıştıracak kadar güçlü bir yapıştırıcı ve atari makinesinde bulabileceğinize benzer küçük bir pençe de yaptılar.

Northwestern Üniversitesi'nden kimyager Julia Calo, araştırmaya dahil değildi ancak şunları yazdı: bakış açısı Bilimin sonuçlarında, çeşitli benzersiz ve heyecan verici özelliklere ulaşabilen tek bir malzemenin olduğu fikrini buldu. “Artık bu özelliğe ulaşmanın yararlı olabileceğini bildiğimize göre, diğer birçok araştırmacı bu hedefe ulaşmanın yeni yollarını bulmak için ilham alacak” dedi.

Birinci nesil çok kapasiteli plastikte sınırlamalar vardır. Ekip, malzemenin en az yedi kez yeniden işlenebileceğini ve şeklini en az bir ay koruyabileceğini gösterse de raf ömrü konusunda belirsizlik var.

Çalışmanın deneylerini yöneten Chicago Üniversitesi'nden yüksek lisans öğrencisi Nicholas Boynton, “Bu ürünler henüz temel plastiklerin doğrudan yerini almayacak” dedi. Malzeme henüz ne bir plastik torbanın sertliğine ne de bir lastik bandın esnekliğine ulaşamıyor.

Bay Boynton, “Henüz o noktaya gelmedik ama çok yaklaştık” dedi. “Bence bu noktada gerçekten heyecan verici olan şey, bu devasa ölçeğe ulaşabilecek bir malzemeye sahip olmak.”