Оргстекло деполимеризовалось в дихлорбензоле
При облучении видимым светом
Химики из Швейцарии обнаружили, что полиметилметакрилат — органическое стекло — количественное деполимеризуется при облучении в присутствии дихлорбензола. Причем деполимеризация протекает в независимости от метода получения исходного полимера. Исследование опубликовано в Science.
Полиметилметакрилат (ПММА) образуется при полимеризации метилового эфира метакриловой кислоты. Этот полимер в быту называют органическим стеклом или плексигласом. Структурно он представляет собой длинные цепочки из атомов углерода, к которым присоединены сложноэфирные группы.
Выброшенные изделия из оргстекла обычно либо сжигают, либо измельчают, а полученные частицы используют заново для изготовления новых изделий. Но механические свойства полимера после такой переработки ухудшаются. Из-за этого ученые ищут методы деполимеризации ПММА, чтобы полимер с нужными свойствами получить заново из мономера.
Химики под руководством Афины Анастасаки (Athina Anastasaki) из Высшей технической школы Цюриха научились деполимеризовать разные виды ПММА без использования сложных реагентов. Они случайно обнаружили, что при облучении фиолетовым светом образцы ПММА количественно превращаются в мономер — метилметакрилат. Причем это происходит с полимерами разной молекулярной массы и разными концевыми группами, но только в хлорированных органических растворителях, в частности — в дихлорбензоле.
Чтобы выяснить, как это происходит, химики изучили поведение дихлорбензола при облучении. С помощью ЭПР-спектроскопии они зафиксировали образование арильных радикалов и атомов хлора. Соответственно, как предполагают ученые, при облучении небольшая доля молекул дихлорбензола переходит в возбужденное состояние, в результате чего связи углерод-хлор гомолитически рвутся с образованием радикалов. Радикалы хлора затем отрывают атомы водорода от полимерной цепочки, и образующиеся при этом углеродные радикалы распадаются с образованием мономера.
Кроме того, химики показали, что их метод работает не только на образцах чистого ПММА, но и на доступном в продаже оргстекле. Они успешно деполимеризовали образцы оргстекла разного цвета и прозрачности, а образовавшийся метилакрилат отогнали из реакционной смеси в чистом виде.
Благодаря нелинейному растяжению и сжатию жидкости
Физики научились контролировать диффузионные волны в веществе с помощью растяжения и сжатия жидкости в гиперболическом потоке. Метод позволил ученым получить волновой пакет, устойчивый даже при прекращении сжатия, что, в свою очередь, должно стать следующим шагом к передаче информации с использованием химических волн. Результаты исследования опубликованы в Physical Review Letters.