Um grupo de pesquisa liderado pelo pesquisador sênior Jianwei Li no Laboratório de Pesquisa MediCity explorou um novo tipo de material chamado plástico supramolecular que substituiria os plásticos poliméricos convencionais por um material mais ecológico, promovendo o desenvolvimento sustentável. As propriedades mecânicas do plástico supramolecular criado pelos pesquisadores usando a separação de fases líquido-líquido eram comparáveis ​​aos polímeros convencionais, mas o novo plástico se decompõe com muito mais facilidade e seria mais fácil de reutilizar.
O plástico é um dos materiais modernos mais importantes e foi integrado em todos os aspectos da vida humana após um século de desenvolvimento. No entanto, os plásticos poliméricos tradicionais se degradam e se regeneram mal na natureza e se tornaram uma das maiores ameaças à sobrevivência humana. Esta situação é resultado da forte força inerente das ligações covalentes que ligam os monômeros para a formação de polímeros.

Para enfrentar o desafio, os cientistas sugeriram fazer polímeros conectados por ligações não covalentes que não são tão poderosas quanto as ligações covalentes. Infelizmente, a interação mais fraca geralmente não é forte o suficiente para manter as moléculas unidas em materiais com tamanhos macroscópicos, o que impede a aplicação prática de materiais não covalentes.

O grupo de pesquisa Jianwei Li da Universidade de Turku, na Finlândia, descobriu que um conceito físico chamado separação de fase líquido-líquido (LLPS) pode sequestrar e concentrar solutos, fortalecendo a força de ligação entre as moléculas e impulsionando a formação de materiais macroscópicos. A propriedade mecânica do material resultante foi comparável com os polímeros convencionais. Além disso, uma vez que o material foi quebrado em pedaços, os fragmentos podem ser reunidos e auto-curados instantaneamente. Além disso, o material era um adesivo quando quantidades saturadas de água eram encapsuladas. Por exemplo, os espécimes de junta feitos de aço podem suportar um peso de 16 kg por mais de um mês.

Finalmente, graças à natureza dinâmica e reversível das interações não covalentes, o material era degradável e altamente reciclável.

"Comparáveis ​​aos plásticos convencionais, nossos novos plásticos supramoleculares são mais inteligentes, pois não apenas retêm a forte propriedade mecânica, mas também reservam propriedades dinâmicas e reversíveis que tornam o material auto-curável e reutilizável", explica o pesquisador de pós-doutorado Dr. Jingjing Yu.

"Uma das pequenas moléculas que produziram o plástico supramolecular foi previamente selecionada de um sistema químico complexo. Ela formou materiais de hidrogel inteligentes com cátions metálicos de magnésio. Desta vez, estamos muito animados para ensinar novos truques a essa velha molécula com LLPS", diz o Investigador Principal do laboratório, Dr. Jianwei Li.

"Evidências emergentes mostraram que o LLPS pode ser um processo significativo durante a formação de compartimentos celulares. Agora, avançamos nesse fenômeno de inspiração biológica e física para enfrentar o grande desafio para o nosso meio ambiente. Acredito que materiais mais interessantes serão explorados com o processo LLPS em um futuro próximo", diz Li.

O estudo foi publicado em Angewandte Chemie . + Explorar mais

Síntese de polímero supramolecular sem solvente e automodelável