客观日本

开发通过吸收CO₂实现具有不易断裂且耐高压等性能的弹性聚合物材料

2024年06月12日 能源环境

近年来,回收温室气体二氧化碳(CO₂)并将其有效利用于制造生物燃料和混凝土产品的技术开发正在推进之中。如果能够利用CO₂来控制材料的功能的话,那么将为CO₂的应用开辟新的可能性。

日本岐阜大学工学部的三轮洋平教授及其研究团队开发出了一种可以对包括CO₂在内的特定气体做出反应,具有良好拉伸性且不易断裂的“硅酮弹性体”。弹性体是通过交联聚合物分子形成的聚合物材料,因其具有类似橡胶的弹性,所以被广泛应用于交通工具的轮胎和橡皮筋等人们的日常生活用品中。

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此次开发的硅酮弹性体的外观及其通过与CO₂反应获得的强韧化特征

研究团队此次开发的弹性体可以通过交联含有胺基的聚二甲基硅氧烷轻松制成。在这种弹性体中,胺基与CO₂快速发生反应,产生的离子成分聚集在一起,能像缓冲材一样抑制外力的破坏,使自身更加强韧,能够承受约20兆帕(MPa)(约200个大气压)的高压。20MPa相当于在一日元硬币上放置一辆轻型汽车的压力。

这种弹性体还能与低浓度的CO₂、氯化氢、乙酸等酸性气体发生反应。而且此次开发的技术还可应用于聚乙烯等其他聚合物材料。目前,研究团队正在开发一种与CO₂反应后能够变硬的聚合物材料,未来将实现通过吸收CO₂自由自在地控制硬度和柔软度的聚合物材料,从而进一步开拓有效利用CO₂的技术。(TEXT:JST广报课 中嶋彩乃)

原文:JSTnews 2024年6月号
翻译:JST客观日本编辑部

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