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.
