Достижение «Электрификация» за создание большего количества Су.

Новый недорогой материал может быть изготовлен с минимальными затратами энергии и без использования опасных химикатов.

Университет Флиндерса

Изображение: Химики Университета Флиндерса открыли новый способ изготовления «зеленых» полимеров из недорогих строительных блоков с использованием лишь небольшого количества электроэнергии.посмотреть больше

Фото: Университет Флиндерс.

Исследователи-химики из Университета Флиндерса «добыли золото», открыв новый способ изготовления «зеленых» полимеров из недорогих строительных блоков с использованием лишь небольшого количества электроэнергии.

Реакция быстрая и протекает при комнатной температуре. Никаких опасных химических инициаторов не требуется – только электричество, имеющее множество потенциальных применений, в том числе при добыче золота и переработке электронных отходов, утверждает междисциплинарная группа в статье, только что опубликованной в престижном журнале Американского химического общества.

В то время как ежегодно производятся сотни миллионов тонн пластика, из которых до половины используется для отдельных целей, исследовательская группа Университета Флиндерса работает над более устойчивыми вариантами. Энергия, используемая в производстве, способствует загрязнению окружающей среды и глобальному потеплению.

«Использование электричества для производства новых материалов — это новая область исследований, которая открывает множество дверей для новых химических веществ и полимеров, которые можно производить более экологичным способом», — говорит соавтор доктор Томас Николлс, эксперт по использованию электрохимии для производства. ценные молекулы.

Процесс начинается с добавления электрона к основному строительному блоку или мономеру. После «разжигания» мономера электрическим током он вступает в реакцию с другим строительным блоком в цепной реакции, что приводит к образованию полимера.

Первый автор и кандидат наук Жасмин Попл говорит: «Наш метод электрохимического производства полимеров позволяет создавать новые материалы, которые являются высокофункциональными и экологически чистыми».

«Использование электричества для производства ценных молекул быстро расширяется благодаря его универсальности. Кроме того, оно может производить меньше отходов, чем традиционный химический синтез, и может питаться от возобновляемых источников энергии».

Ключевой полимер, созданный командой, имеет в своей основе связи сера-сера. Эти группы серы могут делать полезные вещи, например связывать драгоценные металлы, такие как золото. Команда продемонстрировала, что ключевой полимер может удалить 97% золота из растворов, используемых в горнодобывающей промышленности и переработке электронных отходов.

Связи сера-сера также могут быть разорваны и реформированы. Это интересное свойство позволило команде обнаружить условия для превращения полимера обратно в исходный строительный блок. Это важный шаг в области переработки отходов.

Обычно, когда обычные пластмассы перерабатываются, их просто нагревают и превращают в новый продукт. Этот процесс может вызвать деградацию и переработку (преобразование в менее ценный материал), что в конечном итоге приведет к захоронению на свалке.

Напротив, полимеры, полученные в результате последних исследований ученых из Университета Флиндерса, могут быть химически преобразованы обратно в составляющие их строительные блоки с высоким выходом, а это означает, что строительные блоки можно снова использовать для создания новых полимеров.

Команда также провела квантово-механические расчеты, чтобы понять детали того, как работает реакция. Результаты оказались неожиданными и случайными.

«У полимеризации есть умный самокорректирующийся механизм: всякий раз, когда происходит неправильная реакция, она меняется до тех пор, пока не пойдет правильная реакция, обеспечивая однородный полимер», — говорит научный сотрудник в области вычислительной и физической химии доктор Ле Нхан Фам.

Будущие применения этого класса материалов включают восстановление окружающей среды, добычу золота и использование полимера в качестве противомикробного агента.

Эта работа финансируется за счет гранта ARC Discovery «Необычная химия трисульфидов», возглавляемого будущим научным сотрудником и профессором химии Мэтью Флиндерса Джастином Чалкером и доцентом Чжунфаном Цзя в сотрудничестве с доктором Томом Хаселлом из Ливерпульского университета (DP230100587).

Статья «Электрохимический синтез поли(трисульфидов)» была опубликована в Журнале Американского химического общества (JACS) DOI: 10.1021/jacs.3c03239.