©Unsplash
Revolutionair nieuw plastic is flexibel, 'elektrisch', afbreekbaar en PFAS-vrij
Onderzoekers hebben een nieuw soort plastic ontwikkeld dat niet alleen schoon afbreekbaar zou zijn door een gebrek aan PFAS, maar ook nog eens flexibel is en elektrische polarisatie heeft. Daarmee zou het uitermate geschikt zijn voor wearables en sensoren.
Veel van het huidige plastic bevat zogenoemde 'eeuwige chemicaliën', microplastics, PFAS: stukjes materiaal die nooit meer afbreken en voor altijd blijven bestaan. Gisteren meldde het RIVM nog dat vrijwel elke Nederlander te veel van die schadelijke, onafbreekbare stoffen in het bloed heeft. Daar moeten we dus zo snel mogelijk vanaf, en dat doen we door veel plastic te vervangen door materialen die wél afbreekbaar zijn. Toch is dat geen totaaloplossing, dus hebben we schoon plastic nodig.
Onderzoekers van de Case Western Reserve University hebben zo'n materiaal ontwikkeld. Het gaat om een fluorine-vrij ferro-elektrisch polymeer. In tegenstelling tot traditionele plastics heeft het geen polyvinylideenfluoride (PVDF) nodig, zo'n niet afbreekbaar goedje. Bovendien is het dus ferro-elektrisch, wat betekent dat het materiaal een 'spontane polarisatie' heeft, waardoor een elektrische lading van het materiaal kan worden in- en uitgeschakeld met een elektrisch veld. Die eigenschap is cruciaal voor de gadgets van de toekomst. Maar de meeste huidige ferro-elektrische materialen zijn op keramiek gebaseerd en daarmee breekbaar en inflexibel.
Veel verschillende toepassingen
Polymeren zijn veel geschikter om te dragen, maar hebben dus dat grote nadeel van microplastics en geen afbreekbaarheid. "We bevinden ons nog in de ontwikkelingsfase van het synthetiseren van kleine hoeveelheden en het onderzoeken van de eigenschappen", zegt hoofdonderzoeker Lei Zhu, hoogleraar macromoleculaire wetenschap en techniek, in het gepubliceerde onderzoek op Science "Maar we zijn enthousiast over het potentieel om milieuschadelijke kunststoffen in sensoren en detectoren te vervangen."
Bijkomend voordeel van de chemische samenstelling van het nieuwe plastic is dat het ook makkelijker verwerkt kan worden, waardoor dunne films of coatings beter gemaakt kunnen worden. Dit zou de overstap naar dit type plastic meerdere elektronicasectoren kunnen versnellen, vooral sectoren die zich richten op het verminderen van afval en toxiciteit.
En omdat de elektrische eigenschappen van het nieuwe polymeer af te stellen zijn, zien de onderzoekers een reeks medische toepassingen van infrarooddetectoren tot ultrasone apparaten. Omdat het materiaal akoestisch compatibel is met biologisch weefsel, is het veelbelovend voor medische sensoren en diagnostische hulpmiddelen. Er loopt nu een patentaanvraag voor het nieuwe materiaal.
Meer wetenschapsnieuws en mis niets met onze Bright-app.