Пластик, растворяющийся в море
Пластик, растворяющийся в море
Кирилл Казаков Опубликована вчера в 21:43

Море получило шанс на дыхание: новый материал растворяется в волнах, как мираж среди глубин

Science: новый пластик пригоден для переработки и не образует микропластик

Учёные из Центра изучения новых материалов RIKEN (CEMS) разработали уникальный биоразлагаемый пластик, который способен растворяться в морской воде. Новый материал прочен, пригоден для переработки и может стать решением одной из самых острых экологических проблем — загрязнения микропластиком.

Почему миру нужен новый пластик

Современные пластмассы долговечны, но именно эта особенность делает их губительными для природы. Миллионы тонн пластиковых отходов ежегодно попадают в океаны, распадаясь на микрочастицы, которые вредят морской флоре, фауне и даже человеку. Хотя уже созданы некоторые биоразлагаемые альтернативы, большинство из них, включая PLA, не растворяются в воде, а значит, не спасают моря от загрязнения.

"С помощью этого нового материала мы создали семейство пластиков, которые прочны, стабильны, пригодны для вторичной переработки и, что немаловажно, не образуют микропластик", — сказал профессор Такудзо Аида, RIKEN.

Его команда предложила решение — супрамолекулярный пластик, сохраняющий прочность традиционного материала, но разлагающийся в морской воде без следа.

Как работает супрамолекулярная структура

В основе нового пластика лежит сочетание двух ионных мономеров, связанных "солевыми мостиками". Эти связи достаточно прочны, чтобы обеспечивать устойчивость материала, но при контакте с морской водой они распадаются под действием электролитов.

"Считалось, что обратимые связи делают супрамолекулярные пластики слабыми и нестабильными", — пояснил профессор Такудзо Аида.

"Наши материалы доказывают обратное: они надёжны, но при этом безопасно разрушаются при контакте с солёной водой", — добавил Аида.

Такой подход позволил объединить, казалось бы, несовместимое — долговечность и экологическую безопасность.

Процесс создания и ключевые свойства

Для синтеза нового материала исследователи использовали пищевой краситель — гексаметафосфат натрия — и мономеры гуанидиния. Оба компонента нетоксичны и могут быть переработаны бактериями после разрушения пластика.

"Ключевым этапом оказалось "опреснение": без него материал становился хрупким и непригодным для использования", — рассказал химик Рё Хираяма, RIKEN.

Во время испытаний учёные заметили, что при погружении готового пластика в морскую воду химические связи разрушались, и материал растворялся за несколько часов. В почве он полностью разлагался за десять дней, превращаясь в вещества, обогащающие землю фосфором и азотом.

Сравнение: традиционные и новые пластики

Параметр Обычные пластики Новый супрамолекулярный пластик
Разлагается в морской воде Нет Да
Возможность переработки Ограниченная Полная
Токсичность Часто присутствует Отсутствует
Прочность Высокая Аналогичная или выше
Опасность микропластика Высокая Отсутствует

Эти характеристики делают материал универсальным — его можно использовать в упаковке, 3D-печати, медицине и других сферах.

Применение и экологические преимущества

Помимо разлагаемости, новый пластик безопасен при переработке: он не выделяет углекислый газ и не горит. Команда RIKEN испытала различные комбинации сульфатов гуанидиния и получила пластики разной твёрдости и эластичности — от жёстких, устойчивых к царапинам, до гибких, похожих на резину.

"Мы смогли создать материал, который можно адаптировать под разные нужды — от твёрдых до мягких пластиков", — отметил профессор Такудзо Аида.

Эта адаптивность открывает путь к использованию нового материала в производстве упаковки, медицинских инструментов и даже биосовместимых имплантов.

Советы шаг за шагом: как проходит переработка нового пластика

  1. Пластик помещают в солёную воду, где электролиты разрушают солевые связи.

  2. Полученную смесь фильтруют, выделяя мономеры гексаметафосфата и гуанидиния.

  3. Оба компонента осаждаются и извлекаются в виде порошков.

  4. Из этих порошков можно повторно создать исходный материал.

  5. При необходимости пластик полностью биоразлагается, не оставляя отходов.

Исследователям удалось вернуть 91 % одного компонента и 82 % другого, что делает процесс переработки крайне эффективным.

Плюсы и минусы новой технологии

Плюсы Минусы
Полностью разлагается в морской воде Производство пока дорогостоящее
Безопасен и нетоксичен Требует контроля условий синтеза
Перерабатываем и многоразов Не протестирован в промышленных масштабах
Адаптируется под разные нужды Зависит от качества исходных мономеров

Мифы и правда

Миф 1. "Биоразлагаемый пластик всегда безопасен для океана."
Правда: большинство современных биоразлагаемых пластиков не растворяются в воде и образуют микропластик.

Миф 2. "Разлагаемые материалы хрупкие."
Правда: супрамолекулярные пластики RIKEN столь же прочны, как обычные термопласты.

Миф 3. "Переработка биоразлагаемых пластиков невозможна."
Правда: новый материал полностью перерабатывается с минимальными потерями компонентов.

FAQ

Разлагается ли пластик полностью в морской воде?
Да, структура распадается за несколько часов, не оставляя микропластика.

Можно ли использовать этот материал в промышленности?
Да, он выдерживает температуры выше 120 °C и подходит для литья и формовки.

Безопасен ли пластик для человека и животных?
Полностью — он не токсичен и не выделяет вредных веществ при разложении.

Можно ли из него делать медицинские изделия?
Да, материал подходит для создания биосовместимых и стерильных инструментов.

Исторический контекст

Борьба с микропластиком стала одной из важнейших задач XXI века. До 90 % всех пластиковых отходов попадает в океаны, а существующие биоразлагаемые решения не решают проблему в водной среде. Команда профессора Такудзо Аиды продолжает серию исследований, начатую ещё в 1990-х, посвящённых супрамолекулярным полимерам. Их цель — создать материалы, которые не только заменят традиционные пластики, но и восстановят баланс между технологией и экологией.

Читайте также

Acta Materialia: движение атомов делает стекло более устойчивым к разрушению вчера в 5:58
Больше никаких трещин на экранах: стекло будущего умеет сопротивляться ударам, как живая ткань

Учёные из Японии выяснили, как атомы внутри стекла движутся и снижают напряжение, что поможет создавать сверхпрочные и устойчивые материалы будущего.

Читать полностью »
Quaternary Science Reviews: неандертальцы создавали смолу 60 000 лет назад вчера в 3:37
Неандертальцы оказались инженерами: 60 000 лет назад они создавали технологии, забытые тысячелетиями

Археологи нашли в пещере Вангард на Гибралтаре яму возрастом 60 000 лет, доказав, что неандертальцы владели сложной технологией производства смолы.

Читать полностью »
ACS Applied Polymer Materials: белковый гель улучшает состояние кожи вчера в 1:36
Будущее косметики уже здесь: новый протеиновый гель меняет правила ухода за кожей и формулы кремов

Учёные создали белковый гель Q5, который делает косметику устойчивее и эффективнее, открывая путь к экологичным средствам нового поколения.

Читать полностью »
Nature: копролиты показали, что разнообразный рацион помог динозаврам выжить 18.10.2025 в 23:48
Окаменелый навоз раскрыл тайну успеха динозавров: еда оказалась их главным оружием

Учёные выяснили, что пищевые привычки ранних динозавров стали ключом к их эволюционному успеху и помогли им пережить климатические перемены.

Читать полностью »
PeerJ: шимпанзе планируют действия при использовании инструментов, как люди 18.10.2025 в 21:29
Наши дикие родственники разгадали код разума: шимпанзе показали, как начиналось человечество

Учёные выяснили, что шимпанзе организуют свои действия так же, как люди, раскрывая эволюционные истоки человеческого мышления и языка.

Читать полностью »
USTC: конвекция управляет формированием синих разрядов в грозовых облаках 18.10.2025 в 19:47
Тайна синих молний разгадана: загадочные разряды влияют даже на воздух, которым мы дышим

Учёные выяснили, как мощные потоки воздуха внутри грозовых облаков создают загадочные синие вспышки, влияющие на атмосферу и климат Земли.

Читать полностью »
Journal of Neuroscience: качественный сон ускоряет изучение иностранных языков 18.10.2025 в 17:32
Сон — тайный учитель мозга: пока вы спите, нейроны повторяют уроки и укрепляют память

Учёные выяснили, что синхронизация мозговых волн во сне улучшает усвоение новых языков и открывает путь к лечению когнитивных нарушений.

Читать полностью »
Nature Neuroscience: мозг создаёт долговременные воспоминания напрямую 18.10.2025 в 15:24
Память идёт в обход: мозг научился запоминать то, что казалось стёртым навсегда

Учёные из института Макса Планка доказали, что долговременная память может формироваться без участия кратковременной.

Читать полностью »