Ученые нашли новое применение углекислому газу

Всем давно известно, что углекислый газ является причиной глобального потепления. Но этот газ также имеет некоторые положительные характеристики. Исследователи теперь придумали новое применение углекислому газу – процесс насыщения пластмассы сжатым CO2, который позволит расширить сферу применения пластмассы, начиная созданием цветных контактных линз и заканчивая устойчивыми к бактериям дверными ручками.

Газ CO2 – более чем просто продукт отходов. Фактически, он используется в различных целях: химическая промышленность использует этот бесцветный газ, чтобы производить мочевину, метанол и салициловую кислоту. Мочевина является удобрением, метанол – добавка для топлива, а салициловая кислота является компонентом в аспирине.

Исследователи Фраунгоферовского Института Безопасности Окружающей среды и Энергетических технологий (UMSICHT) в Оберхаузене, преследуя новую идею использования CO2, попытались насытить пластмассу углекислым газом. При температуре 30,1 градусов Цельсия и давлении 73,8 баров, CO2 вступает в сверхкритическое состояние, которое дает газу растворимые свойства. В этом состоянии, он может быть введен в полимеры или предстать в роли вещества, в котором могут быть растворены краски, добавки, медицинские составы и другие субстанции. "Мы вкачиваем жидкий углекислый газ в контейнер, находящийся под высоким давлением с компонентами пластика, который должен быть насыщен, затем неуклонно увеличиваем температуру и давление, пока газ не достигнет сверхкритического состояния. Когда это состояние достигнуто, мы продолжаем увеличивать давление. При 170 барах, пигмент в форме порошка растворяется полностью в CO2, затем просачивается с газом в пластмассу. Весь процесс занимает всего несколько минут. Когда контейнер открыт, газ выходит через поверхность полимера, но пигмент остается под поверхностью и не может впоследствии стереться" – объяснил Мэнфред Реннер (Manfred Renner), ученый Фраунгоферовского Института.

В тестах исследователям даже удалось осуществить процесс насыщения поликарбоната наночастицами, которые придают антибактериальные свойства. Бактерии E-coli, помещенные на пластиковой поверхности в собственной лаборатории института, были полностью уничтожены, продемонстрировав полезную функцию, которая могла бы быть использована при создании дверных ручек насыщенных теми же наночастицами. Испытания, проведенные с кремнеземом и с противовоспалительным активным фармацевтическим компонентом флурбипрофен, были также успешными. "Наш процесс пригоден для того, чтобы насыщать частично кристаллические и аморфные полимеры как, например, нейлон, TPE, TPU, PP и поликарбонат" – отметил Реннер. "Но он не может быть применен относительно кристаллических полимеров".

Новый процесс имеет огромный потенциал, так как углекислый газ не огнеопасный, не токсичный и не дорогой. Пока он обладает растворимыми свойствами, у него отсутствуют вредные воздействия на здоровье и на окружающую среду как у растворителей, которые используют в красках, например. Закрашенные поверхности также легко подвержены повреждениям и не устойчивы к царапинам.

Новый вид обработки может, например, быть использован для окраски контактных линз, а также для обогащения их фармацевтическими компонентами, медленно поступающими в глаз в течение дня, что стало бы альтернативой для повторного применения глазных капель при лечении глаукомы. Согласно оценке ученых, этот новый метод насыщения пластмассы CO2 пригоден для разработки большего разнообразия новых предметов.

Оригинал (на англ. языке): Physorg Перевод: М. Гончар

• IBM ускоряет обучение ИИ на скорости света при минимальном энергопотреблении
• Учёные впервые визуализировали форму одиночного фотона
• Солнечная система для зарядки электромобилей
• Крупнейший электрический самолёт взлетит в 2025 году
• ДНК-биочернила открывают новые горизонты для 3D-печати кровеносных сосудов
• Исследователи улучшили эффективность и долговечность солнечных элементов
• Тёмная материя: Как камера отслеживает невидимое
• Мягкий, растяжимый электрод имитирует тактильные ощущения с помощью электрических сигналов