Znanstveniki odkrili recept za skoraj neuničljivo plastiko

Polistiren je trda, steklasta plastika, ki jo vsakodnevno srečujemo v obliki embalaž, skodelic, plastičnega pribora in ohišij za elektronske naprave. Kljub široki uporabi pa ima ta material veliko pomanjkljivost. Ključna pomanjkljivost pa je ta, da ob nenadnem udarcu rad poči. Znanstveniki z inštituta MIT pa so s pomočjo posebne molekule za navzkrižno povezovanje dokazali, da je mogoče trdnost tovrstnih polimerov in gume celo podvojiti.

Raziskovalci so dejansko v mrežo polimera vgradili namerno oslabljene vezi, imenovane mehanoforji. Ko material zadane zunanja sila, se te vezi na mestu udarca nadzorovano pretrgajo. S tem dejanjem odprejo poti za povečano absorpcijo energije in preusmerijo širjenje razpok, medtem ko močnejše vezi, ki nosijo glavno obremenitev, ostanejo nepoškodovane.

Za testiranje te lastnosti so znanstveniki uporabili poseben sistem. V tanke filme polistirena so izstreljevali mikroskopske silikatne kroglice s premerom približno 0,001 cm pri hitrosti 750 metrov na sekundo. Z merjenjem hitrosti delcev pred predrtjem in po njem so izračunali količino zadržane energije. Izkazalo se je, da je material z mehanoforji zadržal bistveno več energije kot običajni polistiren. Mikroskopske analize so za nameček še pokazale, da visoka hitrost projektila na mestu udarca dvigne temperaturo in ustvari mobilno območje, kjer se šibke vezi podredijo sili, okolica pa ostane stabilna.

Ta pristop je izjemno privlačen, saj ga je mogoče z minimalnimi kemijskimi posegi prenesti na že obstoječe, komercialne plastične in gumijaste materiale. Ekipa je enak uspeh zabeležila pri gumi SBS, ki se uporablja za podplate čevljev in strešne kritine. Trenutno že preučujejo možnost uporabe pri avtomobilskih pnevmatikah.

Če bo postopek uspešen, bi to lahko pomenilo konec nenadnemu pokanju pnevmatik na avtocestah, hkrati pa bi drastično zmanjšalo količino mikroplastike, ki nastaja ob trenju gum z asfaltom in prispeva kar deset odstotkov vseh mikroplastičnih delcev v okolju.