(Phys.org) —Vem bryr sig om gammal plast? Forskare vid National Institute of Standards and Technology (NIST) gör, så att du inte behöver gå flera år på vägen, när dagens plasthopkok börjar brytas ner och sönderfalla av väderexponering. Experiment vid NIST kan hjälpa forskare att ta fram bättre tester för att se till att åldrande plaster inte förvandlas till miljö- eller hälsorisker med tiden.

Tester som detta är viktigare nu än någonsin, för plast är inte vad det var förr. Moderna epoxier görs ofta starkare, lättare och mer motståndskraftig med tillägg av flerväggiga kolnanorör (MWCNTs), en speciell form av kol som under ett mikroskop ser ut som rullar med kycklingnät. MWCNT förbättrar redan plast som används i basebollträn, tennisracketar, cyklar och flygplan, och även om de små rören verkar vara långvariga, Det finns ingen omfattande uppsättning tester för att avgöra vad som händer med dem på lång sikt. Så ett NIST-team tog steg för att ändra på det.

"Vissa studier har gjorts om effekten av ultraviolett (UV) ljus, men inte med ett stort antal analytiska metoder, " säger NISTs Elijah Petersen. "Vi ville börja utveckla en serie tester för att utvärdera prestandan hos dessa nanokompositmaterial, så att vi kan undersöka deras potentiella risker, om någon, under användning."

Teamet behövde ett sätt att simulera den förnedrande effekten av år med hög temperatur, fukt och solljus, men utan att vänta så länge på resultat. De skapade prover av epoxi med 3,5 procent MWCNTs - en ganska typisk blandningsmängd - och placerade dem i en NIST-utvecklad enhet som heter SPHERE (Simulated Photodegradation via High Energy Radiant Exposure), som släpper ut kraftfullt UV-ljus i en kammare som hålls vid 50 grader Celsius och 75 procents luftfuktighet. Att hålla proverna där i 100 dagar "motsvarade fyra år i Floridas sol, säger Petersen.

Efter att ha exponerat proverna för detta konstgjorda Florida, teamet körde en uppsättning av sex olika tester som analyserade förändringar från massa till utseende till ytkemi. En stor upptäckt var att UV-ljuset tenderade att förstöra epoxin, men på ytan förblev ett spagettiliknande nätverk av nanorör, som gruppen av tester indikerade var mindre skadade av SPHERE-exponering än epoximatrisen.

Så är dessa nankompositmaterial stabila för evigt? Petersen säger att studien inte svarade på alla frågor, men att det ska hjälpa forskare att avgöra svar mer effektivt än vad som var möjligt tidigare genom utveckling och optimering av flera analysmetoder.

"Vi fick mycket ny information från testsviten om hur nanokompositer bryts ned, säger Petersen, "och det mest uppmuntrande är att resultaten av de olika testerna generellt sett stödjer varandra. Vi hoppas att testsviten möjliggör bättre analys av stabiliteten hos dessa nya plaster, som blir allt vanligare i vardagen."