پلاستیک خودتخریب‌شونده با قابلیت تنظیم زمان تجزیه رونمایی شد

رمزگشایی از مکانیسم تجزیه طبیعی

محققان دریافتند که پلیمرهای طبیعی دارای ساختارهای مولکولی بسیار کوچکی هستند که در زمان مقتضی، مانند یک «قیچی» عمل کرده و پیوندهای مولکولی را می‌شکنند. این ویژگی حیاتی در پلاستیک‌های ساخت بشر وجود نداشت. دانشمندان با تقلید دقیق از این ترفند طبیعت، پلاستیک‌هایی را طراحی کردند که:

• در طول استفاده، بسیار محکم و مقاوم هستند.
• به محض قرار گرفتن در معرض محرک‌های خاص، پیوندهایشان شکسته می‌شود.

نکته کلیدی این است که فرایند تجزیه این پلاستیک‌ها بدون نیاز به حرارت بالا یا استفاده از مواد شیمیایی خشن آغاز می‌شود.

فناوری «زمان‌بندی تجزیه»

برای درک بهتر این مکانیسم، دانشمندان یک تشبیه ساده ارائه می‌دهند: پاره کردن کاغذ. پاره کردن یک کاغذ صاف دشوار و نامنظم است، اما اگر کاغذ از قبل «خط تا» خورده باشد، با کمترین فشار دقیقاً از همان محل پاره می‌شود. پلاستیک‌های جدید نیز بر همین اساس طراحی شده‌اند.

دانشمندان اجزای شیمیایی را در ساختار پلاستیک به گونه‌ای چیده‌اند که مانند خط تای کاغذ، آماده شکستن و تجزیه در زمان مناسب باشند.

این فناوری، امکان کنترل دقیق زمان تجزیه را فراهم می‌کند. با تغییر در چیدمان مولکولی، می‌توان کاربردهای متنوعی برای این ماده تعریف کرد:

• برای ظروف غذای بیرون‌بر: تجزیه کامل در عرض چند روز.
• برای قطعات صنعتی مانند قطعات خودرو: دوام برای سال‌ها.

محرک‌های تجزیه و کاربردهای آینده

فرایند تجزیه این ماده می‌تواند توسط عوامل خارجی خاصی فعال یا غیرفعال شود. مهم‌ترین این محرک‌ها عبارتند از:

• نور فرابنفش (UV)
• یون‌های فلزی

آزمایش‌های اولیه حاکی از آن است که مایع باقی‌مانده پس از تجزیه این پلاستیک کاملاً غیرسمی است. این ویژگی مهم، افق‌های جدیدی را برای کاربردهای تخصصی این پلیمر باز می‌کند، از جمله ساخت:

• کپسول‌های دارویی هوشمند با قابلیت آزادسازی کنترل‌شده.
• پوشش‌های موقتی و محافظ در صنایع مختلف.

یافته‌های کامل این پژوهش پیشگامانه در ژورنال معتبر Nature Chemistry منتشر شده است.