Polimer Araştırmacısının En Son Geliştirmesi, Kaynayan Sıvılara Dayanıklı Yeni Bir Kapla Sonuçlandı
Fotoğraf : Kumho Polymer Science Profesörü Shi-Qing Wang, Ph.D. tarafından geliştirilen prototip PLA kabı şeffaf ve süper serttir. Kaynar suyla doldurulduğunda küçülmez.
Ekip, UA Polimer Bilimi ve Polimer Mühendisliği Okulu’ndaki Dr. Shi-Qing Wang’ın laboratuvarında, kırılgan polimerleri sert ve esnek malzemelere dönüştürmek için etkili stratejiler sergileyen araştırmalara odaklanıyor.
Örneğin, grup yakın zamanda şeffaf, süper sert ve kaynar suyla doldurulduğunda küçülmeyen bir prototip poli (laktik asit) (PLA) kap üretti.
Şu anda Kumho Polimer Bilim Profesörü olarak hizmet veren Wang, plastiklerin günlük yaşamımızın önemli bir parçası haline geldiğini, ancak çoğunun geri dönüştürülemeyeceği ve bu nedenle çöplüklerde birikebileceğini söylüyor. PLA gibi gelecek vaat eden biyolojik olarak parçalanabilir / kompostlanabilir bazı alternatifler, tipik olarak poli (etilen tereftalat) (PET) gibi geleneksel fosil yakıt bazlı polimerlerin yerini alacak kadar güçlü değildir çünkü bu sürdürülebilir malzemeler kırılgandır.
Michigan Eyalet Üniversitesi Kimya Mühendisliği ve Malzeme Bilimi Bölümü’nde seçkin profesör ve biyoplastik alanında tanınmış bir bilim insanı olan Dr. Ramani Narayan, Wang’ın araştırmasının PLA pazarında bir atılım olma potansiyeline sahip olduğunu söylüyor.
Narayan ; PLA, dünyanın en önde gelen, % 100 biyo bazlı ve tamamen kompostlanabilir polimerdir, diyor. Ancak düşük tokluğa ve düşük ısı bozulma sıcaklığına sahiptir. 140 derece Fahrenhayt civarında yumuşar ve yapısal olarak çöker, bu da onu birçok sıcak gıda paketleme uygulamasında ve tek kullanımlık kaplarda kullanılamaz hale getirir. Dr. Wang’ın araştırması yıkıcı bir teknoloji olabilir çünkü prototip PLA kabı sert, şeffaf ve yine de kaynayan suyu tutacak kadar serttir.
UA’da 20 yıldır öğretmenlik yapan Wang, çeşitli plastikler için işleme-yapı-özellik ilişkisini anlamak için bir bilgi tabanı oluşturmaya çalışıyor ve PLA’nın kötü şöhretli kırılganlığıyla başa çıkmak için en son anlayışı uyguluyor.
Wang, prototip PLA kabının nasıl süneklik kazandığını ve ısı direnci elde ettiğinin arkasındaki bilimi açıklamak için, pişmiş spagetti analojisini kullanıyor. Erimiş PLA milyon kez büyütülürse, zincir benzeri her molekül, metrelerce uzunlukta bir spagetti ipliği gibi görünür. Termoplastiklerin (PLA dahil) sert olması için, kristalizasyonun spagetti şeritlerinin iç içe geçmesini ortadan kaldırmaması veya bozmaması önemlidir. Wang, bu iç içe geçmiş yapıya zincir ağı diyor. Öyle bir yapı sayesinde , herkes bir çift yemek çubuğu ile bir kaseden spagetti tellerinin neredeyse tamamını toplayabilir. Bu zincir ağı, uygun şekilde manipüle edildiğinde, PLA içecek kabının kristalleşme olmadan mekanik olarak güçlü olmasını sağlar. Ancak böyle bir ticari bardak, içine kaynar su döküldüğünde çöker. Wang, normal olarak kristalize edilmiş PLA’dan yapılan kapların kaynar su tutabildiğini ancak son derece kırılgan ve opak olduğunu söyledi. Wang’ın ekibi, yarı kristal polimerlerdeki sünekliğin kökenini araştırarak, ağı korurken kristalleri PLA’da nanoskopik ölçeklerle sınırlamanın bir yolunu keşfetti ve şeffaf, sert ve ısıya dayanıklı kap elde edildi. Böyle şeffaf bir fincan sıcak çay ve kahveyi tutabilir ve piyasadaki çoğu plastik içecek fincanının yerini alabilir.
Wang, yeni anlayışımızın etkisinin nihayet PLA pazarını katlanarak büyümeye teşvik edebileceğini söylüyor.
Kaynak : phys.org
