Lyser på, hvorfor plastik bliver gult

Hvis du ejer en retro spillekonsol eller har en gammel rulle indpakningstape, har du set, hvordan plast bliver gult, når det bliver ældre. Selvom årsagen til denne farveændring længe har været tilskrevet dannelsen af ​​molekyler, der fungerer som farvestoffer - forblev de faktiske kemiske ændringer, der finder sted, uforklarlige. Nu rapporterer forskere i ACS Applied Polymer Materials har identificeret overfladebaserede chirale nanostrukturer som den potentielle synder.

At forstå, hvordan og hvorfor polymerer nedbrydes med alderen, er nøglen til at designe alternativer, der kan undgå disse veje, hvilket tillader plastprodukter at have en længere levetid. For en af ​​de mest almindeligt anvendte plasttyper, polyethylen, er det længe blevet foreslået, at ultraviolet (UV) lys - det samme lys, der giver os solskoldninger - starter reaktioner i rygraden af ​​polymerens struktur, der forårsager den gule farveændring.

Men selvom der er observeret kemiske ændringer i polyethylens polymere rygrad efter eksponering for UV-lys, kan disse nye strukturer ikke tage højde for polyethylens gulfarvning. En ny måde at bevidst ændre farven og måden, plast interagerer med lys på, er at skabe "supramolekylære" strukturer i nanostørrelse på deres overflader, der påvirker plastens egenskaber på en kontrollerbar måde.

Inspireret af disse overfladebaserede teknologier ønskede Margaret M. Elmer-Dixon, Melissa A. Maurer-Jones og kolleger at se, om sådanne nanostrukturer, der er dannet utilsigtet af UV-lys, kunne være årsagen til polyethylengulning.

Forskerne undersøgte først, om potentielle strukturer dannet på gulnede polyethylenfilms overflader interagerer med cirkulært polariseret lys, en type lys, hvis bølger bevæger sig med en højre- eller venstrehåndsrotation.

Mængden af ​​cirkulært polariseret lys absorberet af filmen i disse eksperimenter ændrede sig afhængigt af filmens orientering, hvilket tyder på, at den gulnede plastik indeholder nye kemiske strukturer, der er chirale, det vil sige, at de er retningsbestemte og ikke er identiske med deres spejlbilleder. Yderligere eksperimenter viste, at det meste af nedbrydningen under filmgulning fandt sted på overfladen af ​​filmene.

Holdet konkluderede, at chirale kemiske strukturer på overfladerne af polyethylenfilmene dannes under eksponering for UV-lys og er en potentiel årsag til den gule farve af gammel plast. De siger, at disse indsigter kan hjælpe forskere med at designe plastikprodukter, der holder længere, før de bliver grimme eller ubrugelige. + Udforsk yderligere

Smart bulkplast reagerer på lys, temperatur og fugtighed