Τα βιοδιασπώμενα πλαστικά πρέπει να είναι αρκετά ανθεκτικά κατά τη διάρκεια της χρήσης τους, αλλά να μπορούν να διασπώνται με κατάλληλο ρυθμό στη συνέχεια.
Ερευνητές από το Πανεπιστήμιο της Οσάκα έδειξαν ότι η αλλαγή του μεγέθους των μοριακών δακτυλίων που είναι περασμένοι σε ένα βιοδιασπώμενο πολυμερές μπορεί να ρυθμίσει τόσο την αντοχή του υλικού όσο και τον ρυθμό της ενζυμικής του διάσπασης.
Η πολυκαπρολακτόνη είναι ένας βιοδιασπώμενος πολυεστέρας με σημαντικές εφαρμογές στα βιώσιμα υλικά. Ωστόσο, οι συμβατικές μέθοδοι που χρησιμοποιούνται για τη βελτίωση της μηχανικής της απόδοσης, όπως η ανάμειξη και ο συμπολυμερισμός, μπορούν να αλλοιώσουν τη μοριακή δομή και τη συσκευασία των αλυσίδων που καθορίζουν τη διάσπαση, καθιστώντας δύσκολο τον συνδυασμό πρακτικής αντοχής και ελεγχόμενης συμπεριφοράς στο τέλος του κύκλου ζωής.
Κινούμενοι δακτύλιοι και ενζυμική διάσπαση
Για να ξεπεράσουν αυτό το εμπόδιο, οι επιστήμονες εστίασαν σε κυκλικό πολυφαινυλοθειίδιο, ένα βιομηχανικό παραπροϊόν, απομονώνοντας τρία διαφορετικά μεγέθη δακτυλίων και ενσωματώνοντάς τα στην πολυκαπρολακτόνη.
Με αυτόν τον τρόπο δημιουργήθηκαν κινητοί σταυρόσυνδεσμοι που μπορούν να ολισθαίνουν κατά μήκος των αλυσίδων, βοηθώντας στην ανακατανομή της τάσης και στη διάχυση της ενέργειας.
Σύμφωνα με τα αποτελέσματα, η προσθήκη αυτών των δακτυλίων διπλασίασε σχεδόν την αντοχή του υλικού διατηρώντας ταυτόχρονα τις θερμοπλαστικές ιδιότητες επαναπροσδιορισμού.
Επιπλέον, το μέγεθος των δακτυλίων επηρέασε δραματικά την ενζυμική διάσπαση, επιτρέποντας την επιτάχυνση ή την επιβράδυνση της διαδικασίας ανάλογα με τον επιθυμητό χρόνο ζωής του πλαστικού. Αυτή η προσέγγιση προσφέρει έναν καινοτόμο τρόπο σχεδιασμού ανθεκτικών και ταυτόχρονα φιλικών προς το περιβάλλον υλικών.
