Исследователи из Национальной лаборатории им. Лоуренса в Беркли (Lawrence Berkeley National Laboratory) разработали новый тип пластика – полидикетоенамин (ПДК, PDK). Этот пластик пригоден для многократной вторичной переработки: он похож на конструктор, который можно разобрать на молекулярном уровне и собрать заново. Причем собрать можно будет не только без потери эксплуатационных качеств, но и с новой текстурой, цветом и формой. Сообщение о новом материале опубликовано в журнале Nature Chemistry.

В пластмассы добавляют разные функциональные вещества: красящие, делающие пластик более жёстким или гибким. Добавленные вещества образуют крепкие связи с мономерами — маленькими частицами пластика. Во время переработки пластмасс их смешивают и измельчают, причём в одну массу попадает разный пластик: цветной и прозрачный, твёрдый и эластичный. Функциональные вещества могут оставаться в пластике и после его переработки, поэтому трудно предсказать, что за пластмасса получится в итоге. Это мешает перерабатывать пластик полностью, потому что частицы-мономеры не возвращаются в исходное состояние и сделать из такой массы качественный продукт не получится.

Если пластмассу переработали один раз и сделали из неё что-то, то переработать во второй раз уже не получится: пластик отправится на мусоросжигательный завод или свалку. Отказаться от пластика человечество не может, а ситуация становится критичной: океаны загрязнены, площадь свалок увеличивается. Эту проблему должен исправить новый пластик ПДК, поскольку его можно разобрать до мономеров сколько угодно раз, отделить добавленные функциональные вещества, добавить другие и собрать заново.

Один из авторов исследования Бретт Хелмс (Brett Helms) отметил, что команда исследователей заинтересована в превращении переработки пластика из линейного процесса в цикличный, чтобы изменить ситуацию к лучшему. "Полная переработка пластмасс — это важная задача. Мы уже видим результаты распространения пластмассовых отходов в водных экосистемах. Эта тенденция, скорее всего, будет усугубляться с растущим объёмом производства пластмасс".

Исследователи обращают внимание на то, что изобретение такого пластика — первый шаг. Чтобы новый материал стал альтернативой неперерабатываемому пластику, под него понадобится модернизировать предприятия.

"Мы находимся в кризисе и необходимо подумать об инфраструктуре для модернизации перерабатывающих предприятий с целью дальнейшей сортировки и переработки нового пластика. Если бы эти установки были предназначены для переработки ПДК и связанных с ним пластмасс, мы бы могли более эффективно избегать попадания пластика на полигоны и места захоронения отходов, а также в океаны. Пора проектировать материалы и перерабатывающие установки так, чтобы сделать возможным производство перерабатываемого пластика", — отметил Бретт Хелмс.

Учёные планируют усовершенствовать материал: в планах разработка ПДК с разными термическими и механическими свойствами и включение в пластик растительных материалов. Новые виды ПДК-пластмасс понадобятся, чтобы охватить разные области применения, например, текстиль, 3D-печать и пеноматериалы.