可迅速且高解析觀察奈米塑膠分解之技術

 

刊登日期:2023/8/24
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日本信州大學與名古屋大學開發了一項可以即時、高解析度觀察懸浮於水中之奈米塑膠微粒分解動態的技術。研究團隊利用高速原子力顯微鏡進行蛋白質等生物分子的奈米級評估,將由外部進入之的氧化劑(化學反應物)引起的分解細節予以可視化。研究發現塑膠微粒的分解並不均一,且因不易氧化分解的架橋點分佈或奈米塑膠的含水量而有所差異。此項技術可望促進塑膠廢棄物的分解控制技術開發,且有助於實現奈米/微塑膠等機能性材料的新設計。
 
研究中觀察了溫度感應性高分子水凝膠微粒的分解過程。大部分由架橋之兩親性高分子鏈組成的奈米塑膠因充滿水分而具有柔軟性,然而若水溫上升,就會變成幾乎不含水且較硬的塑膠。研究團隊以此為樣本材料,透過可管理樣品溫度的高速原子力顯微鏡進行了外部氧化劑之分解狀態調查。研究中使用了與水具有高親和力的氧化劑。
 
在含有大量水分的狀態下,氧化劑容易滲透到內部,分解成球狀的同時呈現不均一崩解。但仍存在了架橋點容易分解的區域與架橋點較多、難以分解的區域,分解並非完全均一地進行。另一方面,研究團隊發現在溫度升高、含水量較低的狀態下,親水性氧化劑難以進入內部,而從表面逐漸形成分解。
 
此項技術同樣也可應用於紫外線或壓力等外部刺激,將能觀察到奈米塑膠隨著各種環境產生的分解狀況。此外,奈米微塑膠的詳細分解機制亦可活用於接著劑、塗料、化妝品、藥物傳輸系統(DDS)等的開發。

資料來源: https://chemicaldaily.com/archives/335914
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