راه تولید لاستیک مقاوم برای خودروها هموار می‌شود

به گزارش گروه علم و آموزش ایرنا از تارنمای ساینس نیوز، طراحی مواد جدید می تواند آلودگی حاصل از برخورد لاستیک با جاده را کاهش دهد.

محققان در گزارشی در مجله ساینس نوشتند از نظر راهبردی، افزودن نقاط ضعیف در زنجیره های میکروسکوپی به نام پلیمر، در واقع تجزیه آنها را سخت تر می کند. از آنجا که پلیمر در لاستیک‌ خودرو استفاده می‌شود، این یافته‌ها می‌تواند به کاهش آلودگی پلاستیکی که با فرسودگی لاستیک‌ها ایجاد می شود، کمک کند.

وقتی لاستیک‌ها روی جاده ساییده می شوند، ذرات ریز پلیمرهای لاستیک و پلاستیک آزاد می کنند که باعث آلودگی آبراه‌ها و هوا می شوند. هر سال، لاستیک‌ها حدود ۶ میلیون تن میکروپلاستیک‌ها را در محیط آزاد می‌کنند. پلیمرهای قوی‌تر که به آسانی تجزیه نمی شوند، می‌توانند میزان انتشارات سالانه این ذرات را محدود کنند.

استفن کریگ، شیمیدان دانشگاه دوک و همکارانش برای ساخت چنین مواد سختی، مولکول هایی به نام اتصال دهنده های عرضی را به پلیمر افزودند.

شو وانگ، شیمیدان دانشگاه ام آی تی می گوید: در مقیاس میکروسکوپی، پلیمرها مانند کلافی از رشته‌های اسپاگتی عمل می‌کنند که اتصال دهنده‌های عرضی آنها را درکنار هم نگه می‌دارد و به آنها کمک می‌کند شکل خود را حفظ کنند.

یک پلیمر پلاستیکی لاستیکی با اتصالات عرضی ضعیف، نسبت به پلیمر مشابه با پیوندهای عرضی قوی تر، به نیروی کشش بیشتری برای تجزیه نیاز دارد. افزودن اتصالات عرضی ضعیف به لاستیک می‌تواند به سخت تر شدن لاستیک‌های خودرو بینجامد.

هنگامی که محققان رشته های پلیمر را امتداد دادند، اتصال دهنده های عرضی همانگونه که انتظار می رفت، به آسانی شکستند. اما مواد حجیم برای تجزیه به نیروی بیشتری از آنچه انتظار می رفت، نیاز داشتند.

کریگ می گوید راز افزایش استحکام، در مسیری است که تجزیه مواد باید طی کند. پارگی از طریق اتصال دهنده های عرضی که به راحتی شکسته می شوند به جای رشته های پلیمری سخت تر منتشر می شود. هر پیوند شکسته ای مسیری را دنبال می‌کند که کمترین مقاومت را دارد، اما اجتناب از رشته‌های پلیمری طولانی به معنای شکستن بسیاری از اتصال‌دهنده‌های عرضی است که به طور کلی به نیروی کشش بیشتری نیاز دارد.

این اولین بار نیست که محققان از اتصال دهنده های ضعیف برای تقویت پلیمر استفاده می کنند. اما بر خلاف مواد مشابه، افزایش سختی به بهای سایر خواص مفید مانند سختی به دست نمی آید.

کریگ امیدوار است این یافته‌ها به افزایش طول عمر پلاستیک و لاستیک‌ خودرو کمک کند و به طور بالقوه آلودگی سالانه میکروپلاستیک ها را محدود سازد.