Наука 5 августа 2026

Превращение CO₂ в перерабатываемый пластик: новый подход к устойчивым полимерам

Исследователи из Университета штата Колорадо (CSU) под руководством химика Юджина Чена разработали метод полимеризации углекислого газа в перерабатываемые полиэстеры с различными механическими свойствами. Результаты работы опубликованы в журнале Nature.

Углекислый газ известен своей химической инертностью, что делает его включение в полимерные цепи сложной задачей. Ранее учёным удавалось создавать поликарбонаты из CO₂, но синтез полиэстеров (более широко применяемых материалов) был затруднён из-за отсутствия полярных связей в исходных мономерах. Команда Чена преодолела это ограничение, использовав напряжённые бициклические соединения, которые обладают повышенной реакционной способностью.

Механизм и контроль свойств

В качестве катализатора учёные применили [PPN]Cl (бис(трифенилфосфин)иминий хлорид). Он атакует напряжённое углеродное кольцо бициклического соединения, после чего к нему присоединяется молекула CO₂, образуя карбоксилат. Затем к карбоксилату присоединяется следующая молекула бициклического мономера, и процесс повторяется, формируя полимерную цепь с чередованием звеньев.

Ключевое достижение — возможность контролировать свойства полимера простым выбором исходного сырья:

• Бутановые субстраты (с четырьмя атомами углерода) дают линейные полиэстеры с высокой жёсткостью и прочностью.
• Пентановые субстраты (с пятью атомами углерода) формируют циклические полиэстеры, которые более мягкие, пластичные и менее прочные.

Перерабатываемость и перспективы

Важнейшим преимуществом разработки является возможность эффективной деполимеризации — полимеры с высоким выходом разлагаются обратно на исходные мономеры. Это означает, что материал можно использовать в замкнутом цикле, без потери качества сырья.

Как отметил профессор Чен в пресс-релизе университета, исследователи создают интегрированную технологию, которая превращает улавливание CO₂ в производство устойчивых материалов различного назначения. Он выразил надежду на дальнейшее развитие этого подхода в сотрудничестве с научным сообществом.

Разработка открывает путь к созданию полимеров, которые не только утилизируют парниковый газ, но и могут заменить традиционные пластики, производимые более углеродоёмкими методами.