Plastik yang dapat berubah bentuk dengan masa depan yang fleksibel

Dengan keterbatasan ruang dan berat, apa yang akan Anda bawa jika pergi ke Mars? Pilihan ideal adalah bahan tunggal yang dapat mengubah bentuk menjadi objek apa pun yang dapat Anda bayangkan.

Di pagi hari, Anda bisa membentuk bahan tersebut menjadi alat makan. Setelah selesai sarapan, Anda dapat mengubah garpu dan pisau menjadi sekop untuk merawat taman Mars Anda. Lalu, saat happy hour di Planet Merah, sekop itu bisa menjadi cangkir bir Mars Anda.

Apa yang terdengar seperti fiksi ilmiah mungkin selangkah lebih dekat dengan kenyataan. Para peneliti di Sekolah Teknik Molekuler Pritzker Universitas Chicago telah menciptakan jenis plastik baru dengan sifat yang dapat disesuaikan dengan panas dan kemudian dikunci dengan pendinginan cepat, sebuah proses yang dikenal sebagai tempering. Tidak seperti plastik klasik, bahan ini mempertahankan kekerasannya saat dikembalikan ke suhu kamar.

temuan, diterbitkan Dalam Science pada hari Kamis, hal ini suatu hari nanti bisa mengubah cara astronot mengemas barang bawaan mereka di luar angkasa.

“Daripada membawa semua jenis plastik yang berbeda, bawalah plastik itu dan berikan sifat-sifat yang Anda perlukan saat Anda membutuhkannya,” kata Stuart Rowan, ahli kimia di Universitas Chicago dan penulis studi baru. . .

Namun luar angkasa bukanlah satu-satunya tempat dimana materi dapat berguna. Tim Dr. Rawan juga melihat potensi di lingkungan lain di mana sumber daya langka, seperti di laut atau di medan perang. Ini juga dapat digunakan untuk membuat robot lunak dan meningkatkan daur ulang plastik.

“Kita semua bergantung pada plastik dalam kehidupan sehari-hari,” kata Shrayesh Patel, seorang insinyur kimia di Universitas Chicago dan penulis studi baru ini. Namun gelas busa, kantong sampah, dan lensa kacamata, misalnya, semuanya membutuhkan plastik dengan sifat berbeda.

Di sisi lain, Dr. Patel mengatakan bahwa satu bahan dapat dibuat untuk memenuhi kebutuhan yang berbeda, “menyederhanakan cara pembuatan plastik.” Hal ini juga akan membuat plastik lebih berkelanjutan karena semua elemennya dapat diproses bersama saat didaur ulang. Ia menjelaskan, plastik ini harus disortir jika daur ulang hanya berkontribusi pada penggunaan kembali sebagian kecil saja.

Plastik modern terdiri dari rantai molekul yang terhubung secara permanen, sehingga sulit untuk dipecah. Namun para peneliti Chicago mengatakan bahan baru mereka bersifat “pluripoten” – istilah yang sering digunakan untuk menggambarkan sifat umum sel induk – atau terbuat dari ikatan yang dapat diputus dan dibentuk kembali menggunakan panas.

Ini terinspirasi dari cara pandai besi memanaskan baja di dalam tungku, atau memanaskannya secara bertahap lalu mendinginkannya dengan cepat. Namun tidak seperti logam, plastik ringan dan dapat dibentuk pada suhu yang dapat dicapai dengan menggunakan oven atau kompor.

Para peneliti memanaskan plastik bening berwarna kemerahan hingga suhu berkisar antara 140 hingga 230 derajat Fahrenheit dan kemudian menyimpannya di lemari es agar cepat dingin. Ketika ditempa pada suhu rendah, lebih banyak ikatan molekul yang terbentuk, membuat plastik menjadi lebih keras. Namun pada suhu yang lebih tinggi, bahan menjadi lebih lembut dan kental.

Tim membentuk plastik tersebut menjadi sendok yang cukup padat untuk mengambil selai kacang dari toples, dan garpu untuk mengambil keju. Mereka juga membuat perekat yang cukup kuat untuk merekatkan dua potong kaca, dan cakar kecil yang mirip dengan yang mungkin Anda temukan di mesin arcade.

Julia Calo, seorang ahli kimia di Universitas Northwestern yang tidak terlibat dalam penelitian ini tetapi menulis a Sudut pandang Dalam hasil ilmu pengetahuannya, ia menemukan gagasan bahwa ada satu material yang mampu mencapai berbagai sifat unik dan menarik. “Sekarang kita tahu bahwa mencapai properti ini mungkin berguna, banyak peneliti lain akan terinspirasi untuk menemukan cara baru untuk mencapai tujuan ini,” katanya.

Ada keterbatasan pada plastik multi-kapasitas generasi pertama. Meskipun tim menunjukkan bahwa bahan tersebut dapat diproses ulang setidaknya tujuh kali dan mempertahankan bentuknya setidaknya selama satu bulan, terdapat ketidakpastian mengenai umur simpannya.

“Produk-produk ini belum bisa menjadi pengganti langsung plastik dasar,” kata Nicholas Boynton, mahasiswa pascasarjana di Universitas Chicago yang memimpin eksperimen penelitian tersebut. Bahannya belum bisa mencapai kekerasan kantong plastik, misalnya, atau kelenturan karet gelang.

“Kami belum mencapainya, namun kami sudah sangat dekat,” kata Mr. Boynton. “Saya pikir memiliki satu material yang bisa mencapai skala sebesar ini adalah hal yang sangat menarik saat ini.”