اختصاصی بسپار/ تحولی بزرگ در صنعت پلیمر: ساخت بسپارهای هوشمند با قابلیت خودترمیمی و بازیافت کامل
گروه ترجمه و تولید محتوا در بسپار/ ایران پلیمرپژوهشگران کره‌ای بسپارهایی تولید کردند که به آسیب واکنش نشان می‌دهند و خود را ترمیم می‌کنند
در دنیایی که هر ساله حدود ۵۲ میلیون تُن زباله پلاستیکی تولید می‌شود، پژوهشگران به‌دنبال راهکارهایی برای توسعه مواد بسپاری زیست‌پایدار هستند. یکی از چالش‌های اصلی در این مسیر، پیچیدگی فرایندهای سنتز و دشواری جداسازی بسپارهای مختلف از یکدیگر در زمان بازیافت است. با این حال، گروهی از پژوهشگران موسسه علم و فناوری کره (KIST) موفق به ساخت نوعی بسپار هوشمند شده‌اند که نه تنها خود را ترمیم می‌کند، بلکه به‌راحتی قابل بازیافت است.
بسپارهای جدید: از تشخیص آسیب تا خودترمیمی
این ماده نوآورانه، بر پایه مولکولی با ساختار پنج‌ضلعی طراحی شده است که قابلیت تبدیل بین تکپار و بسپار را دارا است. این مولکول هم‌چنین می‌تواند در برابر گرما، نور و نیروهای مکانیکی، واکنش‌های تبادلی اشتراکی پویا را فعال کند. نتیجه‌ی این ویژگی، تولید بسپارهایی با طیف گسترده‌ای از خواص است؛ از نرمی و انعطاف یک نوار لاستیکی گرفته تا سختی یک بطری شیشه‌ای.
یکی از قابلیت‌های منحصربه‌فرد این بسپار، تشخیص آسیب به‌صورت هم‌زمان است. هنگامی که این ماده دچار ترک یا شکستگی شود، نقاط آسیب‌دیده شروع به تابش فلورسانس می‌کنند و به‌راحتی قابل شناسایی هستند. این ویژگی نه‌تنها موجب افزایش طول عمر محصولات می‌شود، بلکه هزینه‌های نگهداری را نیز به‌طور چشمگیری می‌کاهد. افزون بر این، ماده‌ی مذکور در صورت قرارگیری در معرض گرما و نور، به‌طور خودکار آسیب‌های ایجاد شده را ترمیم می‌کند.
راهکاری نوین برای بازیافت و کاهش زباله‌های پلاستیکی
بسپارهای هوشمند ساخته شده در KIST، نه تنها قابلیت خودترمیمی دارند، بلکه هنگام دور ریخته شدن نیز می‌توانند به‌طور انتخابی به تکپارهای اولیه خود تجزیه شوند، حتی در صورتی که با پلاستیک‌های رایج مخلوط شده باشند. این قابلیت، فرایند بازیافت را بهینه کرده و امکان استفاده‌ی دوباره از تکپارهای بازیافتی را بدون کاهش کیفیت فراهم می‌کند.
ضمنا این بسپار می‌تواند خواص گرمایی، مکانیکی و نوری خود را در پاسخ به محرک‌های مختلف تغییر دهد. برای مثال، در قالب یک پوشش محافظ، این ماده عملکردی فوق‌العاده از خود نشان داده و سختی آن تا سه برابر و مدول کشسانی آن بیش از دو برابر بیش‌تر از پوشرنگ‌های اپوکسی معمولی است. هم‌چنین، قرارگیری در معرض نور فرابنفش موجب تقویت پیوندهای مولکولی آن شده و امکان تثبیت شکل‌های خاص را فراهم می‌کند. این قابلیت حافظه‌شکلی، کاربردهای بالقوه‌ای در صنعت پوشاک هوشمند، تجهیزات پوشیدنی و رباتیک پیشرفته دارد.
کاهش هزینه‌های اقتصادی و تاثیرات زیست‌محیطی
با ترکیب ویژگی‌های مقاومت مکانیکی بالا، تشخیص آسیب، خودترمیمی و بازیافت انتخابی، این بسپار هوشمند می‌تواند به‌طور چشمگیری هزینه‌های مرتبط با جداسازی و فراورش پسماندهای پلاستیکی را بکاهد.
این پیشرفت می‌تواند نقطه عطفی در مسیر توسعه مواد زیست‌پایدار و کاهش وابستگی به پلاستیک‌های متداول باشد. صنعت بسپار به‌زودی شاهد ورود موادی خواهد بود که نه تنها از نظر کارکرد برروند، بلکه از منظر زیست‌محیطی نیز گامی موثر در جهت کاهش آلودگی‌های پلاستیکی به‌شمار می‌آیند.
