O moinho de bolas planetário ajuda a proteger nosso planeta da poluição de plásticos
p Funções dos materiais supramoleculares. Quando os materiais foram feridos, eles curaram em 1 minuto. Avançar, quando aplicado como um revestimento em um substrato de vidro, o material mostrou propriedades de cura extremamente rápidas, como pele. A propriedade reciclável pode tratar danos graves que não podem ser tratados pela propriedade de autocura. Isso estende a vida útil do material. Crédito:Universidade de Osaka
p Os plásticos são onipresentes na vida moderna; Infelizmente, uma vez que eles perdem a função, eles poluem o meio ambiente. Agora, pesquisadores da Universidade de Osaka desenvolveram materiais poliméricos que combinam autocura com resistência e reciclabilidade que podem estender a vida útil dos plásticos manufaturados, minimizando assim o problema de aumento de resíduos descartados. p Os polímeros são substâncias versáteis, composto de muitas subunidades moleculares repetidas, com funções essenciais e diversas nos processos biológicos e na indústria. Tristemente, sua durabilidade tem dois gumes:resíduos de plástico geram lixo e podem contaminar nosso meio ambiente por séculos. Cerca de 50 kg de plástico são produzidos anualmente para cada ser humano; isso dobra a cada década. No ano de 2050, pode haver mais plásticos em nossos oceanos do que peixes. Como os plásticos são indispensáveis, estendendo sua vida funcional, aumentando a durabilidade, a autocura e a reciclabilidade podem ajudar a reduzir o desperdício.
p Interações hospedeiro-convidado, um ramo fascinante da química supramolecular, descreve complexos moleculares mantidos em relações estruturais únicas por ligação não covalente. Essas ligações físicas permitem o reconhecimento molecular e são ideais para a preparação de materiais com propriedades rapidamente reversíveis.
p "Preparamos materiais supramoleculares misturando polímeros hospedeiros e convidados de β-ciclodextrina acetilada e adamantano, "explica Junsu Park, autor principal. "Comparamos três métodos de mistura:fundição convencional, amassamento planetário e moagem de bolas. A moagem de bolas emprega bolas de zircônia em um frasco de moagem de zircônia em uma roda giratória excêntrica ao contrário. As forças rotacionais adicionais nas superfícies de moagem e a interação entre o impacto e o atrito causam a mistura em nanoescala. "
p Esquema das estruturas internas dos materiais e suas funções. Geralmente, emaranhados de cadeias de polímero retardam o reconhecimento molecular efetivo. A mistura planetária desembaraça os emaranhados da cadeia para permitir o reconhecimento molecular eficaz. Os materiais, então, exibem propriedades recicláveis e de autocura extremamente rápidas. Crédito:Universidade de Osaka
p Os pesquisadores analisaram os polímeros por ferimento, reingressar, como revestimento de um substrato de vidro e após moagem de bolas repetida. Usando análise mecânica dinâmica, medições de propriedades térmicas, medições de espalhamento de raios-X de pequeno ângulo, e microscopia confocal de varredura a laser, etc eles avaliaram a resistência a arranhões, deformabilidade e resistência à tração.
p Os resultados foram notáveis. A mistura planetária produziu eficientemente difícil, auto-curável, e materiais supramoleculares recicláveis. Arranhões superficiais desapareceram em segundos e fragmentos fraturados se uniram em minutos. Além disso, as propriedades mecânicas foram preservadas mesmo após moagem repetida. "A moagem de bolas desemaranha as cadeias de polímero nos materiais e aumenta sua mobilidade, ao mesmo tempo que facilita sua re-formação, "Park explica." Isso mantém o número de interações hospedeiro-convidado, garantindo a autocura e resistência. "
p Aplicação potencial dos materiais supramoleculares. Crédito:Universidade de Osaka
p O autor sênior Yoshinori Takashima descreve o potencial dessas descobertas:"Podemos desenvolver materiais resistentes capazes de auto-reparo que retêm essas propriedades mesmo quando reciclados. Prolongar sua vida útil funcional é a chave para salvar o meio ambiente à medida que são cada vez mais utilizados na fabricação. Além disso, , suas propriedades biomiméticas únicas abrem caminhos de aplicação em campos como pele artificial para próteses, robôs e até veículos. "
