La sostenibilidad de los plásticos ha avanzado mucho en los últimos años gracias en gran parte a los avances científicos. Pero incluso a medida que los plásticos se vuelven cada vez más respetuosos con el medio ambiente, el mundo sigue contaminado, ya que muchas industrias confían en ellos para sus productos de uso generalizado.
La última investigación del Dr. Junpeng Wang, profesor asistente en la Escuela de Ciencias de Polímeros e Ingeniería de Polímeros de la UA tiene una solución para reducir tales desechos y despejar un camino científico para un futuro más sostenible que pueda atraer al caucho, llantas, automóviles yindustrias electrónicas. Aunque este trabajo cuenta con el apoyo de la UA, Wang ganó recientemente un premio CAREER de la National Science Foundation que apoyará los desarrollos futuros de esta investigación.
El problema en cuestión: los polímeros sintéticos, incluidos el caucho y los plásticos, se utilizan en casi todos los aspectos de la vida diaria. El predominio de los polímeros sintéticos se debe en gran medida a su excelente estabilidad y propiedades mecánicas versátiles. Sin embargo, debido a su alta durabilidad,Los materiales de desecho compuestos por estos polímeros se han acumulado en la tierra y los océanos, lo que ha causado serias preocupaciones para el ecosistema.
Además, dado que más del 90% de estos polímeros se derivan de recursos naturales finitos, como el petróleo y el carbón, la producción de estos materiales es insostenible si no se pueden reciclar y reutilizar.
Una solución prometedora para abordar los desafíos en la sostenibilidad de los plásticos es reemplazar los polímeros actuales por reciclables para lograr un uso circular de los materiales. A pesar del progreso logrado hasta ahora, pocos polímeros reciclables exhiben una excelente estabilidad térmica y un alto rendimiento mecánico.propiedades de los polímeros tradicionales. Los materiales reciclables que Wang y su equipo han desarrollado son únicos en la estabilidad térmica superior y propiedades mecánicas versátiles. Su artículo explica la investigación, "Polímeros químicamente reciclables basados en metátesis de olefinas habilitados por monómeros de anillo fusionado"la semana pasada por Química de la naturaleza .
"Estamos particularmente interesados en polímeros químicamente reciclables que se pueden descomponer en los constituyentes monómeros de los que están hechos", dice Wang. "Los monómeros reciclados se pueden reutilizar para producir los polímeros, lo que permite un uso circular demateriales, que no solo ayuda a preservar los recursos naturales finitos utilizados en la producción de plásticos, sino que también aborda el problema de la acumulación no deseada de objetos plásticos al final de su vida útil ".
La clave en el diseño de polímeros químicamente reciclables es identificar el monómero correcto. A través de un cálculo computacional cuidadoso, los investigadores identificaron un monómero objetivo. Luego prepararon el monómero y los polímeros mediante síntesis química, utilizando materiales de partida disponibles en abundancia.
El grupo de investigación de Wang, que incluye estudiantes graduados en ciencias de los polímeros y un científico postdoctoral, tiene como objetivo abordar esos desafíos mediante el desarrollo de polímeros que se pueden descomponer en sus partes constituyentes. Cuando el catalizador para la despolimerización está ausente o se elimina, los polímeros serán altamente establesy sus propiedades térmicas y mecánicas se pueden ajustar para satisfacer las necesidades de diversas aplicaciones.
"Los polímeros químicamente reciclables que desarrollamos muestran una excelente estabilidad térmica y propiedades mecánicas robustas y se pueden usar para preparar caucho y plásticos", dice Wang. "Esperamos que este material sea un candidato atractivo para reemplazar los polímeros actuales. Nuestro diseño molecularestá guiado por la computación, destacando el poder transformador de la integración de la computación y el trabajo experimental. En comparación con otros polímeros reciclables que se han demostrado, los nuevos polímeros que demostramos muestran una estabilidad mucho mejor y propiedades mecánicas más versátiles. Cuando se agrega un catalizador, el polímero puededegradarse en el monómero constituyente para su reciclaje. "
Lo siguiente para el grupo de investigación de Wang es ampliar el alcance de los polímeros químicamente reciclables y desarrollar compuestos poliméricos reforzados con fibra de carbono. El equipo también analizará el rendimiento económico de este proceso industrial y el análisis del ciclo de vida para la comercialización de los polímeros.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Akron . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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