เมื่อเร็วๆนี้ นักวิจัยชาวจีน ได้สร้างอนาลอกสังเคราะห์ขึ้นใหม่ เพื่อวัลคาไนซ์ยางธรรมชาติ ซึ่งวัสดุดังกล่าว จะมีความแข็งแรงและทนทานเหมือนต้นฉบับ

กุญแจสำคัญของวัสดุแนวใหม่ คือโซ่โปรตีนสั้น ที่ยึดติดกับโซ่ด้านข้างของแกนหลักของพอลิเมอร์ ช่วยให้แน่ใจว่า การเชื่อมโยงทางกายภาพ จะมีความเสถียรและให้วัสดุเสริมแรงด้วยตนเองภายใต้แรงตึง ในทางตรงกันข้ามกับยางแบบดั้งเดิม มันง่ายกว่าที่จะรีไซเคิล

ปัจจุบัน ยางธรรมชาติ ซึ่งประกอบด้วยโพลีเมอร์ที่มีความยืดหยุ่นหลากหลายประเภท ซึ่งถูกแปรรูปเพื่อนำมาใช้ในยางรถยนต์ อุตสาหกรรมยานยนต์ และสินค้าอื่นๆ เช่น ที่นอนยางพารา แม้ว่ายางสังเคราะห์บางชนิด จะมีโครงสร้างของสายโซ่หลักเหมือนกับยางธรรมชาติ แต่ยางธรรมชาติที่ผ่านการวัลคาไนซ์ ยังคงเหนือกว่าอย่างเห็นได้ชัด เพราะมีความแข็งแรงกว่าและแข็งแกร่งกว่า เหตุผลนี้ เป็นผลที่เกิดขึ้นเองโดยการเสริมแรงด้วยตนเอง ซึ่งทำให้เกิดการแข็งตัวของวัสดุภายใต้แรงตึงเชิงกล ปรากฏการณ์นี้เรียกว่า การตกผลึกของสายพันธุ์ เป็นที่ทราบกันดีว่า องค์ประกอบขั้วพิเศษ – โปรตีนและฟอสโฟลิปิด ที่ไม่เกาะติดกับเซลล์ – ที่ปลายโซ่โพลิเมอร์ มีบทบาทความเหนียวในระดับสูง

ฟังก์ชั่นของปลายโซ่ อาจเป็นวิธีการปรับปรุงสมบัติเชิงกลของยางสังเคราะห์ แต่วิธีการสังเคราะห์ที่เหมาะสมนั้นยังขาดอยู่ นักวิจัย ซึ่งนำโดย Yun-Xiang Xu และ Guangsu Huang ที่มหาวิทยาลัยเสฉวนในเฉิงตู ประเทศจีน ได้ค้นพบเทคนิค ด้วยการใช้ระบบตัวเร่งปฏิกิริยาที่จัดตั้งขึ้นตามองค์ประกอบของธาตุหายากและสารตั้งต้นที่เสถียรพิเศษ โดยประสบความสำเร็จในการผลิตโซ่โพลิเมอร์ที่ยาวมากของหน่วย isoprene ที่มีระดับของการเชื่อมโยงระดับสูงภายใน backbone และโซ่ข้างที่มีขั้วจำนวนมาก กับกลุ่มไฮดรอกซิลในตอนท้าย แนวคิดก็คือ เลียนแบบยางธรรมชาติโดยการแนบชีวโมเลกุลกับกลุ่มไฮดรอกซิลเหล่านี้ เพื่อให้เกิดการเชื่อมโยงทางกายภาพของโซ่พอลิเมอร์ไว้

ทั้งนี้ ได้แรงบันดาลใจมาจากความเสถียรและความแข็งแรงของใยแมงมุม ซึ่งนักวิจัยเลือกใช้โซ่พอลิเมอร์ที่สั้น (oligopeptides) ซึ่งทำจากโมเลกุลทั้งสี่ของกรดอะมิโนและอะลานีน

และเนื่องจาก โซ่เปปไทด์ และโพลิไอโซพรีน ไม่สามารถผสมกันได้ แต่เมื่อนำมารวมเข้าด้วยกัน จะส่งผลทำให้เกิดการเชื่อมโยงทางกายภาพ ที่ให้ความแข็งแรงและความทนทานของยางสังเคราะห์ใหม่เพิ่มขึ้นอย่างมาก โดยไม่ทำให้ความยืดหยุ่นลดลงแม้แต่น้อย นอกจากนี้ วัสดุดังกล่าว ยังแสดงให้เห็นถึงการเสริมแรงด้วยตนเองอย่างมีนัยสำคัญทผ่านการตกผลึกของวัสดุ ซึ่งคุณสมบัติได้สอดคล้องกับยางธรรมชาติวัลคาไนซ์

ดังนั้น กระบวนการวัลคาไนซ์แบบดั้งเดิม อาจไม่จำเป็นต้องใช้ในกระบวนการนี้ ความสามารถในการรีไซเคิลของยางโพลีไอโซพรีนประสิทธิภาพสูงเหล่านี้ จึงได้รับการปรับปรุงให้ดีขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ ด้วยวิธีนี้ ปริมาณของยางรีไซเคิลที่ทิ้งในหลุมฝังกลบหรือเผาด้วยต้นทุนสูง เพื่อผลต่อสิ่งแวดล้อม อาจลดลงในอนาคต

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here