Что такое VPR: изобрели экологичный самовосстанавливающийся пластик с памятью формы

Исследователи из Токийского университета разработали инновационный пластик, который частично поддаётся биологическому разложению, запоминает свою форму и его можно «вылечить» с помощью тепла. Исследователи создали новинку, добавив полиротаксан в эпоксидную смолу типа «витример».


Материалу с памятью формы дали название VPR. У изобретения прочные внутренние химические связи при низких температурах. При нагреве выше 150 ° C связи восстанавливаются, так что материалу можно придавать различные формы. Легко предположить, например, что товар можно привезти куда-то в листовой форме, а затем, нагрев, получить некие объёмные детали, как из магического оригами. Поскольку на видеохостингах об этом пока ещё не появилось наглядной информации, мы взяли основные кадры GIF-анимации из публикации на сайте Токийского университета.



Учёные из Токийского университета разработали свой более дружественный природе VPR на основе стекловолокна из «эпоксидки». Стеклопластики — сравнительно новый тип пластмасс. Они интересны тем, что тверды и прочны при сравнительно низких температурах. Пример — реагирующая на температуру пластмасса для штамповки термостойкой посуды. Вместе с тем стеклопластикам можно многократно придавать нужную форму нагревом. Соответствующий пример — термопласты для выдувания баклажек, которые, правда, не очень-то эластичны.

В смолу экспериментаторы добавили молекулы полиротаксана (polyrotaxane). Полиротаксаны — новое поколение экологически чистых, сверхгибких, формоустойчивых и «умных» материалов на основе полимеров, в том числе полиэтиленгликоля. За счёт добавки исследователи достигли значительных улучшений по нескольким показателям, и так получился их VPR, где буква V — это витример, а PR — полиротаксан.

Шота Андо из Высшей школы передовых наук рассказал о выдающемся комплексе преимуществ VPR в сравнении со стеклопластиками без добавки.

Особенности VPR:

• в пять крат устойчивее к разрушению, чем эпоксидная смола без добавки;
• «ремонтирует» сам себя в 15 раз быстрее;
• восстанавливает форму, которую запомнил, вдвое быстрее;
• может подвергаться химической переработке в 10 раз быстрее, чем обычный витример;
• безопасен для природы и разлагается в море, и это вообще новое свойство дли материала подобного типа.
• процесс утилизации или вторичной переработки оказался проще, чем для стекловолокна без полиротаксана.



При нагреве в растворителе VPR можно расщеплять на базовые компоненты. При испытаниях в морской воде произошло частичное, на 25%, биоразложение. При этом полиротаксан стал в итоге пищей для морских животных и удобрением для водорослей.

Учёный добавил, что перечисленные особенности делают VPR идеальным при тенденциях относительно вторичной переработки сырья.

Шота Андо привёл ряд идей по использованию. Распространённые стройматериалы для дорог и мостов зачастую содержат эпоксидные смолы, бетон и углеродное сырьё. Применяя VPR, их техобслуживание и ремонт упростились бы за счёт повышения прочности и возможности «заживлять» трещины нагревом.

Перспективы учёный также видит для автопрома. А за счёт памяти формы силуэт одежды с VPR можно было бы изменить с помощью бытового фена или отпаривателя (парового утюжка).

На очереди у изобретателей — сотрудничество с заинтересованными в новинке компаниями.