ENGINEERINGNET.BE - Op moleculaire schaal bestaan plastics uit lange ketens. In traditionele, harde plastics zijn die ketens verbonden met chemische dwarsverbindingen voor stevigheid.
Maar deze dwarsverbindingen zijn zo sterk dat ze het recyclen van plastic vrijwel onmogelijk maken. Daarom ontwierp promovenda Sophie van Lange die plastics opnieuw, zonder chemische dwarsverbindingen, maar met natuurkundige krachten waarvan ze de sterkte kan aanpassen.
“De ene helft van de ketens waaruit plastic bestaat, is positief geladen”, stelt Van Lange. “De andere helft heeft een negatieve lading.” Als je die op de juiste manier met elkaar in contact brengt, trekken de tegenpolen elkaar aan, net als twee magneten.
Zo blijven de ketens bij elkaar, zonder chemische dwarsverbindingen. Verwarm je dat plastic, dan trekken de delen minder hard aan elkaar en laat het geheel zich opnieuw vormen. Zo is het plastic te hergebruiken.
Tegelijk maakt de natuurlijk aantrekkingskracht tussen positieve en negatieve deeltjes materialen bros en vrijwel onmogelijk te vervormen bij verhitting. "De innovatie zit hem in het genoeg verzwakken van de lading”, zegt Van Lange.
Dat lukte met een soort moleculaire parapluutjes die de positieve en negatieve ladingen in het plastic gedeeltelijk afschermen. “Zo bereikten we de perfecte aantrekkingskracht waardoor plastic goed vervormbaar is bij verhitting.”
Die parapluutjes zijn waterafstotend, waardoor het plastic niet verzwakt als het blootgesteld wordt aan water. “Geladen materiaal is bijna altijd gevoelig voor water, dus dat we dit voor elkaar gekregen hebben, is heel bijzonder”, aldus Van Lange.
“We moeten nog wel een manier bedenken om het meer rubbereigenschappen te geven”, vervolgt ze. De onderzoeker hoopt dat voor elkaar te krijgen door de lading in compleximeren te verminderen, bijvoorbeeld door de opbouw van de ketens waaruit het nieuwe plastic bestaat aan te passen.
“Een alternatief zou zijn om de moleculaire parapluutjes te vergroten”, zegt Van Lange. Ook overweegt ze het type ketens, de ruggengraat van het plastic, aan te passen. “We gebruiken nu polystyreen, een stijf molecuul. Als we dat vervangen met een flexibelere variant, krijgen we misschien ook al een buigbaarder plastic.”
