Als je een retro-gameconsole hebt of een oude rol verpakkingstape hebt, heb je gezien hoe kunststoffen geel worden naarmate ze ouder worden. Hoewel de oorzaak van deze kleurverandering al lang wordt toegeschreven aan de vorming van moleculen die als kleurstoffen fungeren, bleven de feitelijke chemische veranderingen die plaatsvinden onverklaard. Nu rapporteren onderzoekers in ACS Applied Polymer Materials hebben op het oppervlak gebaseerde chirale nanostructuren geïdentificeerd als de mogelijke boosdoener.

Begrijpen hoe en waarom polymeren degraderen naarmate ze ouder worden, is de sleutel tot het ontwerpen van alternatieven die deze routes kunnen vermijden, waardoor plastic producten een langere levensduur hebben. Voor een van de meest gebruikte kunststoffen, polyethyleen, wordt al lang gesuggereerd dat ultraviolet (UV) licht - hetzelfde licht dat ons zonnebrand geeft - reacties in de ruggengraat van de polymeerstructuur veroorzaakt die de gele kleurverandering veroorzaken.

Hoewel chemische veranderingen in de polymere ruggengraat van polyethyleen zijn waargenomen na blootstelling aan UV-licht, kunnen die nieuwe structuren de vergeling van polyethyleen niet verklaren. Een nieuwe manier om opzettelijk de kleur en de manier waarop kunststoffen met licht omgaan te wijzigen, is het creëren van "supramoleculaire" structuren op nanoschaal op hun oppervlakken die de eigenschappen van kunststoffen op een controleerbare manier beïnvloeden.

Geïnspireerd door deze op het oppervlak gebaseerde technologieën, wilden Margaret M. Elmer-Dixon, Melissa A. Maurer-Jones en collega's zien of dergelijke nanostructuren die onbedoeld door UV-licht worden gevormd, de oorzaak kunnen zijn van vergeling van polyethyleen.

De onderzoekers onderzochten eerst of potentiële structuren gevormd op het oppervlak van vergeelde polyethyleenfilms interageerden met circulair gepolariseerd licht, een type licht waarvan de golven rechts- of linkshandig roteren.

De hoeveelheid circulair gepolariseerd licht dat in deze experimenten door de film werd geabsorbeerd, veranderde afhankelijk van de oriëntatie van de film, wat suggereert dat het vergeelde plastic nieuwe chemische structuren bevat die chiraal zijn, dat wil zeggen dat ze directioneel zijn en niet identiek zijn aan hun spiegelbeelden. Aanvullende experimenten toonden aan dat de meeste degradatie tijdens filmvergeling plaatsvond op het oppervlak van de films.

Het team concludeerde dat chirale chemische structuren op de oppervlakken van de polyethyleenfilms worden gevormd tijdens blootstelling aan UV-licht en een mogelijke oorzaak zijn voor de gele kleur van oude kunststoffen. Ze zeggen dat deze inzichten onderzoekers kunnen helpen bij het ontwerpen van plastic producten die langer meegaan voordat ze lelijk of onbruikbaar worden. + Verder verkennen

Slim bulkplastic reageert op licht, temperatuur en vochtigheid