17.10.2022 - Flinders University

Neues Polymer aus recycelten Abfällen hat echte magnetische Anziehungskraft

Erneuerbares Material hat viele Einsatzmöglichkeiten - von der Robotik und dem Bauwesen bis hin zur Wasseraufbereitung

Ein neues multifunktionales Material, das zur Wasserreinigung, als wiederverwertbares Baumaterial und als leichte Maschinenkomponente für den möglichen Einsatz in der Soft-Robotik verwendet werden kann, lässt sich auch aus der Ferne durch einen Magneten bewegen.

Das neue Material, das im Chalker-Forschungslabor an der Flinders University entwickelt und getestet wurde, besteht aus magnetischen Eisenpartikeln und einem schwefelhaltigen Polymer, das elementaren Schwefel (ein Nebenprodukt der Erdölraffination) und ein ungesättigtes Pflanzenöl, wie z. B. Rapsöl, kombiniert.

Eine Mischung dieser Stoffe wird einfach heiß gepresst, um das Schlüsselmaterial herzustellen, wobei die Eisenpartikel die Fähigkeit verleihen, das Material mit einem Magneten zu bewegen.

Durch das Eisen kann das Material auch sehr schnell mit Mikrowellen erhitzt werden. Dies ermöglicht die Aushärtung in eine gewünschte feste Form innerhalb von Sekunden.

Dieses vielseitige neue Material ist auch wiederverwertbar, da es zermahlen und mehrfach neu geformt werden kann.

Die Studie "Magnetic responsive composites made from a sulfur-rich polymer" von Nicholas Lundquist, Yanting Yin, Maximilian Mann, Samuel Tonkin, Ashley Slattery, Gunther Andersson, Christopher Gibson und Justin Chalker wurde in der Zeitschrift Polymer Chemistry veröffentlicht.

Dies ist ein weiterer bedeutender Erfolg des Chalker-Forschungslabors, das durch die Entwicklung neuer Moleküle und Materialien weiterhin wichtige Fortschritte in der grünen Chemie erzielt.

Der Hauptautor und Doktorand der Flinders University, Dr. Nic Lundquist, erklärt, dass das Forschungsteam das magnetische Kompositmaterial in verschiedenen Anwendungen eingesetzt hat. So haben sie beispielsweise Quecksilber in Abraumhalden gebunden und dann das (an Quecksilber gebundene) Material mit einem Magneten herausgeholt.

"Dies ist eine einfache Möglichkeit, giftige Metalle aus komplexen Gemischen zu entfernen", sagt Dr. Lundquist.

Das magnetisch reagierende Material erwies sich auch als wirksames Bindemittel für neue Baumaterialien, was neue Wege für die Umwandlung von Abfällen in wertschöpfende Produkte aufzeigt.

Das Team stellte auch ein Magnetventil aus dem Material her, indem es die Maschinenkomponente schnell formte und in einer Mikrowelle aushärtete. Die Ventilkomponente wies nur ein Zehntel der Masse der ursprünglichen Ganzmetallkomponente auf.

"Ich bin sehr gespannt auf die möglichen neuen Anwendungen dieser Polymere und kann mir vorstellen, dass sie in verschiedenen Bereichen eingesetzt werden, von der Umweltsanierung bis zur Robotik", sagt Dr. Lundquist.

Justin Chalker, Matthew Flinders Professor für Chemie, sagt, dass die neue Forschung wichtige zusätzliche Beweise für das Potenzial und die Vielseitigkeit von schwefelhaltigen Polymeren liefert.

"Diese Studie veranschaulicht den wachsenden Nutzen und die Reichweite von schwefelhaltigen Polymeren", sagt Professor Chalker. "Schwermetallsanierung, neuartige Baumaterialien und leichte und wiederverwertbare Maschinenkomponenten wurden alle aus diesem einzigen, vielseitigen Material hergestellt."

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