在塑料主導的世界中,日本科學家引領一項革命性研究,開發出一款具有自我修復能力的全新塑料——「VPR」,不僅強度高,而且結束使用壽命後,能在自然條件下迅速分解,甚至為海洋生物提供食物。
這項由東京大學研究團隊發起的創新工作,是對現有環氧樹脂維特默塑料的重大改良。通過引入「聚輪烷」這一特殊分子,科學家不僅克服了塑料的脆弱性,還讓它在常溫下保持堅固,在適當加熱後能迅速自我修復。更驚人的是,當VPR塑料被刻意壓扁後,它還能憑借記憶功能,僅透過加熱,自行恢復成之前的形態,如同折紙鶴一般。
VPR塑料的這些優異特性令它在自我修復速度、記憶形態恢復以及化學回收速度上大幅超越傳統塑料。當局部受損,例如被鋒利的手術刀劃痕後,這種材料能在攝氏150度加熱60秒後完全自癒。這種快速修復和形狀恢復的能力,極大地提升了其在多種應用領域中的潛力。
經過30天即可降解25%
此外,當VPR塑料的使命終結時,它的分解過程亦不費吹灰之力。僅需適量的熱量與特定溶劑,便可將其分子結構一一分解,回歸原始材料,方便再次製造新的產品。這不僅為塑料回收提供了一條新途徑,也極大地減少了環境污染。實驗中,在海水中浸泡30天後的VPR,可以生物降解25%,並釋放出有益於海洋生物的物質。
安藤昇,本研究的首席研究員表示:「VPR展現了驚人的抗斷裂能力,它的自我修復速度是普通環氧樹脂(Epoxy resin)的15倍,記憶恢復速度是2倍,化學回收速度更是快達10倍。更令人興奮的是,它在海洋環境中能安全降解,這是該材料類別中的首次突破。」
科學家團隊確信,這種具有自我修復能力、可生物降解的塑料,在未來的道路和橋樑建設、車輛製造以至日常用品中都將發揮重要作用。他們的研究結果發表在《ACS Materials Letters》期刊上,開啟了材料科學的新篇章,預示著一個更加可持續的未來。
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首圖來源:unsplash
圖片來源:《ACS Materials Letters.》 ccBY4.0
參考論文:
1.Environmentally Friendly Sustainable Thermoset Vitrimer-Containing PolyrotaxaneACS Materials Letters.
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