Цей матеріал може відкрити шлях до екологічно чистого пластику.

Одна клітинна стінка деревини побудована з волокон целюлози - найбільш поширеного полімеру в природі і основного структурного компонента всіх рослин і водоростей. Усередині кожного волокна є зміцнюючі нанокристали целюлози, або НКЦ, які являють собою ланцюжки органічних полімерів, скомпонованих у майже ідеальні кристалічні візерунки. У нанорозмірі НКЦ міцніші та жорсткіші, ніж кевлар. Якби кристали могли бути перероблені на матеріали у значних об'ємах, то НКЦ могли б стати шляхом до більш міцного, більш стійкого природного пластику.

Вже на сьогодні команда MIT розробила композит, виготовлений переважно з нанокристалів целюлози, змішаний з невеликою кількістю синтетичного полімеру. Органічні кристали займають від 60 до 90 відсотків матеріалу - найвища частка НКЦ, досягнута в композиті на сьогодні.

Дослідники виявили, що композит на основі целюлози більш міцний за деякі типи кісток, і більш твердий за звичайні алюмінієві сплави. Матеріал за мікростурктурою нагадує перламутр, тверду внутрішню оболонку деяких молюсків.

Команда знайшла рецепт композиту на основі НКЦ, який вони могли б виготовити як за допомогою 3D-друку, так і за допомогою звичайного лиття. Вони роздрукували та відлили композит у вигляді плівки розміром з копійки, які використовували для перевірки міцності та твердості матеріалу. Вони також обробили композит у формі зуба, щоб показати, що одного дня цей матеріал може бути використаний для виготовлення зубних імплантатів на основі целюлози — і, якщо на те пішло, будь-яких пластикових виробів — які є більш міцними, твердими та більш довговічними.

«Створюючи композити за допомогою НКЦ при високому навантаженні, ми можемо надати матеріалам на основі полімерів механічні властивості, якими вони ніколи не володіли», – говорить А. Джон Харт, професор машинобудування. «Якщо ми зможемо замінити деякий пластик на основі нафти целюлозою природного походження, це, мабуть, буде краще для планети».

Харт і його команда опублікували свої результати сьогодні в журналі Cellulose.

Джерело