Ольга Гладунова | 30 января 2025
 

Ученые синтезированные наночастицы, превращающие пластики в уникальные материалы

рубрика: новости

Сотрудники Химического института им. А.М. Бутлерова Казанского федерального университета синтезировали магнитные наночастицы борида кобальта для модификации АБС-пластиков. Эти частицы превращают обычный промышленный термопластик в многофункциональные композиты с заданными механическими, магнитными и диэлектрическими свойствами.


Сотрудники Химического института им. А.М. Бутлерова Казанского федерального университета синтезировали магнитные наночастицы борида кобальта для модификации АБС-пластиков. Эти частицы превращают обычный промышленный термопластик в многофункциональные композиты с заданными механическими, магнитными и диэлектрическими свойствами.

Обычно для улучшения свойств пластиков используют целый комплекс различных добавок: одни отвечают за термоокислительную стабилизацию, другие — за магнитные свойства, третьи — за диэлектрические и так далее. Ученым КФУ удалось создать материал, выполняющий сразу несколько функций, с помощью которого можно регулировать все эти свойства одновременно.

Ученые синтезированные наночастицы, превращающие пластики в уникальные материалы

«Боридные частицы кобальта обычно получают при температуре 500-900 градусов Цельсия, что делает их производство достаточно дорогим. Мы разработали новый низкоэнергетический подход, который позволяет получать частицы борида кобальта при комнатной температуре», — рассказал руководитель проекта, доцент кафедры неорганической химии Артур Ханнанов.

Новый метод позволяет не только улучшить механические, магнитные и диэлектрические свойства композитов, но и расширяет возможности применения АБС-пластиков в различных областях.

«Мы научились при помощи наночастиц контролировать такие характеристики пластика, как температура стеклования и стойкость к окислению, что позволяет более тонко «настраивать» полученные из него изделия и увеличивает количество циклов переработки этого пластика, что делает его более экологичным», — отметил ученый.

Модифицированные АБС-пластики благодаря прекрасным диэлектрическим свойствам и способности выдерживать высокие температуры могут использоваться для производства изоляционных материалов, электронных компонентов, таких как корпуса для микросхем и других устройств, где требуется высокая теплостойкость и устойчивость к окислению, а также в 3D-печати для создания сложных конструкций и прототипов. Поскольку композитные материалы обладают магнитными свойствами, из них можно создавать контролируемые с помощью магнитного поля роботизированные системы, они нужны для автоматического управления промышленными процессами.

Акрилонитрил-бутадиен-стирол (АБС) — один из наиболее распространенных полимеров, который легко поддается повторному использованию. Созданные в КФУ наночастицы не токсичны и недорогие в производстве. Их использование позволит заменить некоторые токсичные добавки для модификации АБС-пластика, которые могут оказывать негативное воздействие на окружающую среду. Предложенная технология позволяет создавать композиты, которые могут быть переработаны после окончания срока службы продукта. Это снижает количество отходов и уменьшает потребление природных ресурсов.

Исследование поддержано грантом РНФ.