Menu

Admiral Recycling

life контакты Admiral Recycling вторичная гранула +38 (063) 611 7042

mts контакты Admiral Recycling вторичная гранула +38 (099) 203 7102

kyivstar контакты Admiral Recycling вторичная гранула +38 (068) 916 8644

Cart

Самовосстанавливающийся материал

Самовосстанавливающийся материал способен образоваться из атмосферного углерода 

По примеру зеленых растений, новый полимер «растет» посредством химической реакции с двуокисью углерода.

Разработанный инженерами-химиками Массачусетского технологического института (MIT) материал, может реагировать с углекислым газом, который находится в воздухе, расти, укрепляться и даже восстанавливаться. Полимер, который в будущем может быть использован в качестве строительного, ремонтного материала или основы для защитных покрытий, непрерывно превращает СО2 в самоукрепляющийся углеродсодержащий материал.

Материал, который превращает СО2 в твёрдую форму

Текущий вариант нового материала – синтетическое вещество гелеобразной консистенции. Оно повторяет химический процесс, подобно растениям, которые включают углекислый газ из воздуха в растущие ткани. Материал можно изготовить в форме панелей из легкой матрицы, которые могут быть отправлены непосредственно на строительную площадку. Там они затвердевают и укрепляются под воздействием воздуха и солнечного света, тем самым экономя энергию и стоимость транспортировки.

Находка описана в статье журнала Advanced Materials, профессором Майклом Странно и восемью другими специалистами из MIT и Калифорнийского университета Риверсайда. «Это абсолютно новая концепция для науки материаловедения», – говорит Страно, профессор химической инженерии. «Так называемые углеродсодержащие материалы, всё ещё не существуют за чертой биологической сферы», – говорит он. Новый материал может превращать СО2 из атмосферного воздуха в твердую стабильную форму, используя только силу солнечного света, как это делают растения.

Преимущества для экологии 

Исследователи отмечают, что разработка имеет неоспоримую ценность для окружающей среды и климата. Поскольку создание такого материала не требует использования топлива ископаемых видов, он потребляет СО2 из воздуха. «Постарайтесь представить синтетический материал, способный расти, получать углерод из СО2 и встраивать его в своё основание, как деревья», – говорит Страно.

Во время экспериментов для доказательства концепции команда использовала в материале такой биологический компонент, как хлоропласты. Сырье для их получения исследователи выбрали листья шпината. Хлоропласты не живые существа, но катализируют реакцию превращения двуокиси углерода в глюкозу. Изолированные хлоропласты довольно неустойчивы, а это означает, что они перестают функционировать через несколько часов после отправки с завода.

В своем исследовании Страно и его сотрудники демонстрируют методы, которые способствуют значительному увеличению времени каталитического экстрагирования извлеченных хлоропластов. В будущем хлоропласты планируют заменить катализаторами, которые не являются биологическими по происхождению.

Основа материала

Материалом для исследований служит гель-матрица. Её состав:

  • Полимер, полученный из аминопропилметакриламида (АПМА) и глюкозы.
  • Фермент глюкозооксидаза.
  • Хлоропласты.
  • Углерод, который постепенно поступает и укрепляет материал.

Исследователи говорят, что он еще недостаточно прочен для использования в качестве строительного материала. Сегодня он может функционировать как средство для покрытия или заполнения трещин.

Перспективы развития

Команда уже разработала промышленные методы производства материалов. Теперь работа фокусируется на оптимизации их свойств. Коммерческое использование в роли самостоятельно восстанавливающегося покрытия или для заполнения трещин в скором времени может быть воплощено в жизнь. В то же время, для развития находки до уровня строительных материалов и композитов, необходимы дополнительные достижения в области фундаментальной химии и материаловедения.

Преимущества

Одним из ключевых преимуществ таких материалов является то, что они будут самовосстанавливаться при воздействии солнечного света или слабого внутреннего освещения. Если на поверхности появляются царапины или трещины, повреждения самовосстанавливаются без какого-либо внешнего воздействия.

Сегодня широко распространены эксперименты по разработке материалов, которые могли бы имитировать способность биологических организмов к самостоятельному восстановлению. Но все эти материалы требуют активного внешнего воздействия. Для активации процесса необходимы:

  • нагрев;
  • УФ-излучение;
  • механическое напряжение;
  • химическая обработка.

А новый материал не требуют ничего, кроме окружающего света и атмосферного углерода. 

На начальной стадии он представляет собой жидкость. Исследователи с удивлением наблюдают за тем, как он начинает расти и переходить в твердую форму. «Наука о материаловедении никогда не делала ничего подобного, – говорит Странно. – Такие материалы повторяют отдельные аспекты чего-то живого, хотя и не способны к воспроизведению».

«Наша работа доказывает, что углекислый газ из атмосферы не имеет стоимости, – говорит Странно, – а это открывает новые возможности. Углерод повсюду. Мы строим мир из углерода. Люди состоят из углерода. Создание материала, который может использовать окружающий углерод, открывает большие возможности для науки о материалах. Суть нашей работы – в создании не только углерод-нейтральных, но и углерод-негативных материалов».

Поскольку открытие предполагает широкий спектр возможных последующих исследований, Министерство энергетики США спонсирует новую программу, направленную на дальнейшее его развитие.

В состав исследовательской группы вошли Хуан Пабло Хиральдо из UC Riverside, Тедрик Лью, Мин Хао Вонг, Пинвэй Лю, Юнь Юнг Янг, Володомир Коман, Мелисса Макги и Брэдли Олсен из MIT. Работа проходит при поддержке Министерства энергетики США.    

Admiral Recycling

Making world a better place

+38 (063) 611 7042

+38 (099) 203 7102

+38 (068) 916 8644

info@admiral.market