Разработан инновационный способ получения устойчивых к растрескиванию латексных пленок

Синтетические полимерные материалы, такие как пластмассы и каучуки, стали повсеместно использоваться в нашей повседневной жизни.

Поэтому очень важно обеспечить их безопасность, долговечность и экологичность. Это особенно актуально для синтетических латексных пленок, которые широко используются в упаковке, биомедицине и электронике.

Но что же такое синтетические латексные пленки? Проще говоря, это разновидность пленок на основе наночастиц, которые получают путем высушивания смеси полимерных наночастиц и воды. По мере испарения растворителя наночастицы становятся все более плотными, пока, наконец, взаимодействие между полимерными цепочками на границах наночастиц не создает целостную пленку. К сожалению, полученные таким образом латексные пленки непрочны. В большинстве случаев для улучшения механических свойств конечного продукта в исходную смесь необходимо добавлять органические растворители и наполнители. Эти добавки не только дороги, но и вредны для окружающей среды.

К счастью, группа исследователей из Японии под руководством доцента Дайсуке Сузуки из университета Синсю недавно разработала инновационный способ получения прочных и устойчивых к растрескиванию эластичных латексных пленок на основе наночастиц без использования подобных добавок.

В работе, размещенной в Интернете 16 июня 2023 г. и опубликованной в журнале Langmuir 4 июля 2023 г., приняли участие Юма Сасаки из университета Синсю и профессор Тосикадзу Таката из университета Хиросимы.

Ключевым моментом в их работе стала новая молекулярная структура, известная как ротаксан, состоящая из двух основных компонентов — кольцеобразной молекулы и линейной молекулы-»оси». Кольцеобразная молекула продевается через осевую молекулу, которая впоследствии оказывается в механической ловушке благодаря форме окончаний оси.

Исследователи использовали этот механизм блокировки в ротаксане, заставив кольцеобразную молекулу химически связываться с одной полимерной цепью, а молекулу-ось — с другой. Далее с помощью стандартной ультразвуковой обработки и последующей полимеризации были приготовлены смеси воды и полимерных наночастиц, которые, в свою очередь, были использованы для получения латексных пленок. Эксперименты по растяжению этих пленок показали, что стратегия, основанная на использовании ротаксана, позволила получить ряд замечательных свойств.

В отличие от обычных эластичных полимеров на основе наночастиц, латексные пленки, состоящие из наночастиц, сшитых ротаксаном, демонстрировали необычное поведение при распространении трещин, — поясняет доктор Сузуки.

Направление распространения трещины изменилось с параллельного на перпендикулярное, что привело к увеличению сопротивления разрыву.

Новый подход к изготовлению латексных пленок имеет много преимуществ по сравнению с традиционными методами. Самое главное — для достижения приемлемой жесткости пленки не требуется никаких токсичных добавок. Кроме того, поскольку требуется лишь небольшое количество ротаксана, общая масса пленок может быть минимальной при сохранении гибкости. Предлагаемые латексные пленки также являются экологически чистыми.

Они разлагаются и могут быть легко разобраны на отдельные наночастицы простым замачиванием их в экологически чистом органическом растворителе, например, в водном растворе этанола, — подчеркивает доктор Судзуки.

При испарении раствора эти наночастицы могут вновь образовать пленку. Таким образом, результаты данного исследования могут помочь в создании высокопрочных и пригодных для вторичной переработки материалов.

В целом группа исследователей рассчитывает, что их работа расширит возможности для создания новых полимерных пленок без добавок. Такие материалы можно будет сделать биосовместимыми и использовать не только в упаковке, промышленных покрытиях и клеях, но и в биотехнологиях и медицине.

Мы надеемся, что будущее, наполненное такими экологически чистыми материалами, наступит уже в ближайшее время!

12.07.2023


Подписаться в Telegram



Нано

ASC Nano: Ученые придумали, как свернуть нанолист в рулончик
ASC Nano: Ученые придумали, как свернуть нанолист в рулончик

Исследователи из Токийского столичного ун...

Nano Letters: Вибрирующие нанопузырьки помогут усовершенствовать очистку воды
Nano Letters: Вибрирующие нанопузырьки помогут усовершенствовать очистку воды

Новое исследование физики вибрирующих нанопузы...

Nature Nanotechnology: Замена асбеста в строительстве оказалась не менее опасной
Nature Nanotechnology: Замена асбеста в строительстве оказалась не менее опасной

Патогенный потенциал вдыхания инертных волокни...

Nano Letters: Уязвимость ГЭБ у пациентов с Альцгеймером используют для лечения
Nano Letters: Уязвимость ГЭБ у пациентов с Альцгеймером используют для лечения

Нейродегенеративными заболеваниями, такими как...

Electrochemistry Communications: Из нанопагод ZnO разработан фотоэлектрод
Electrochemistry Communications: Из нанопагод ZnO разработан фотоэлектрод

Исследовательская группа, состоящая из со...

LS&A: Исследователи усилили передачу сигнала в перовскитовых нанолистах
LS&A: Исследователи усилили передачу сигнала в перовскитовых нанолистах

Перовскитовые материалы по-прежнему вызывают б...

Nature Communications: В модельном организме ученые нашли наноструктуры
Nature Communications: В модельном организме ученые нашли наноструктуры

У всех представителей животного царства есть ж...

PNAS: Ученые применили нанотехнологии для понимания поведения опухолей
PNAS: Ученые применили нанотехнологии для понимания поведения опухолей

Исследование, проведенное докторантом Пабло С....

Small: Форма пропеллера поможет обуздать движение наночастиц
Small: Форма пропеллера поможет обуздать движение наночастиц

Самодвижущиеся наночастицы потенциально могут ...

Science Advances: Нанопластики способствуют развитию болезни Паркинсона
Science Advances: Нанопластики способствуют развитию болезни Паркинсона

Нанопластики взаимодействуют с особым бел...

Nature Materials: Из наночастиц и ДНК ученые собрали квазикристалл
Nature Materials: Из наночастиц и ДНК ученые собрали квазикристалл

Наноинженеры создали квазикристалл &mdash...

Physical Review Fluids: Волновую механику применили в нанометровом масштабе
Physical Review Fluids: Волновую механику применили в нанометровом масштабе

Исследователи показали, что принципы рабо...

Исследователи создали нанопленку, укрощающую огонь
Исследователи создали нанопленку, укрощающую огонь

Высокотемпературное пламя используется для&nbs...

Ученые разработали нанотатуировки для наблюдения за клетками
Ученые разработали нанотатуировки для наблюдения за клетками

Инженеры разработали наноразмерные татуировки&...

Ученые обнаружили нанороботов в живой ткани
Ученые обнаружили нанороботов в живой ткани

Самое удивительное, что они там, каж...

Поиск на сайте

Знатоки клуба инноваций


ТОП - Новости мира, инновации

Новая реалистичная компьютерная модель поможет роботам собирать лунную пыль
Новая реалистичная компьютерная модель поможет роботам собирать лунную пыль
С помощью GPT-4 создали видеоуроки по педиатрии для слабо обеспеченных больниц
С помощью GPT-4 создали видеоуроки по педиатрии для слабо обеспеченных больниц
Телескоп Джеймс Уэбб обнаружил следы нейтронной звезды в легендарной сверхновой
Телескоп Джеймс Уэбб обнаружил следы нейтронной звезды в легендарной сверхновой
Нервная анорексия у мужчин опасна для жизни
Нервная анорексия у мужчин опасна для жизни
Nicotine & Tobacco Research: Запрет сигарет с ментолом помогает бросить курить
Nicotine & Tobacco Research: Запрет сигарет с ментолом помогает бросить курить
Новое исследование роли дофамина поможет лечить болезнь Паркинсона
Новое исследование роли дофамина поможет лечить болезнь Паркинсона
Мальротацию кишечника новорожденных помогут распутать лягушачьи икринки
Мальротацию кишечника новорожденных помогут распутать лягушачьи икринки
Nature Comm: Младенцев с синдромом Дауна в древности почитали как особенных
Nature Comm: Младенцев с синдромом Дауна в древности почитали как особенных
Крошечную метку на замену RFID сделали еще надежнее
Крошечную метку на замену RFID сделали еще надежнее
Освоение космоса: остановить нельзя развивать
Освоение космоса: остановить нельзя развивать
Гигантские антарктические морские пауки удивили всех отношением к потомству
Гигантские антарктические морские пауки удивили всех отношением к потомству
Геномы бабочек и мотыльков практически не изменились за 250 млн лет эволюции
Геномы бабочек и мотыльков практически не изменились за 250 млн лет эволюции
Ученые намерены глубже понять жизнь на Земле благодаря имиджеомике
Ученые намерены глубже понять жизнь на Земле благодаря имиджеомике
Как выглядит работающий рекламный баннер
Как выглядит работающий рекламный баннер
Исследование: теряя товарищей по стае, овсянки отказываются зимовать на прежнем месте
Исследование: теряя товарищей по стае, овсянки отказываются зимовать на прежнем месте

Новости компаний, релизы

НАИРИТ объявит итоги Всероссийского инновационного конкурса 21 февраля
НАИРИТ объявит итоги Всероссийского инновационного конкурса 21 февраля
«Инструменты инновационного развития»
«Инструменты инновационного развития»
3 причины перехода с печатной рекламы на цифровую
3 причины перехода с печатной рекламы на цифровую
Виды резервирования серверов для задач АСУ ТП
Виды резервирования серверов для задач АСУ ТП
Выбор клиники и лечащего врача с помощью специализированного сервиса
Выбор клиники и лечащего врача с помощью специализированного сервиса