Высокая концентрация углекислого газа в атмосфере создает парниковый эффект и в итоге приводит к изменениям климата. Однако, немецкие ученые из Института экологии, безопасности и энергетической техники им. Фраунгофера научились использовать СО2 с пользой для окружающей среды: оказывается, с его помощью можно эффективно красить полимеры или создавать антибактериальное покрытие, например, дверных ручек.

Углекислый газ – вещество с удивительными свойствами. Самое известное из них –  поглощать инфракрасное излучение – оказывается решающим для климата современной Земли. Однако, ученые обнаружили еще одно поразительное свойство углекислого газа – под высоким давлением он ведет себя как растворитель. Это навело ученых из Обергаузена на мысль использовать углекислый газ при окрашивании полимеров и пропитывании их определенными веществами.

Во время экспериментов исследователи ввели жидкий углекислый газ в контейнер с высоким давлением, в котором находились полимерные изделия. Затем они поднимали температуру и давление до тех пор, пока газ не достиг сверхкритического состояния и не начал проявлять свойства растворителя. При давлении в 170 бар, то есть, в 170 раз превышающем нормальное, порошкообразный краситель полностью растворяется в углекислом газе и может быть введен в верхний слой полимера. «Этот процесс занимает лишь несколько минут», –  говорит Манфред Реннер из Института им. Фраунгофера.

После открытия контейнера газ улетучивается с поверхности полимера, а вот цвет остается и притом очень устойчивый.Исследователи считают, что этот способ пропитывания полимеров таит в себе большой потенциал, потому что углекислый газ не горит, нетоксичен и экономен. Несмотря на то, что он проявляет свойства растворителя, у него нет вредных побочных действий большинства химикатов, которые используются, например, для лакировки.

Кроме того, ученым удалось с помощью углекислого газа пропитать наночастичками поликарбонат, уничтожив при этом колиморфные бактерии из группы кишечных палочек. Это позволит применять СО2 для создания защитных антибактериальных слоев, например, на дверных ручках. Антибактериальное покрытие очень актуально не только для мест общественного пользования, но и для госпиталей и клиник, а также в ряде медицинских приспособлений – защитных масках, инструментах. Технологии создания антибактериальных красок уже используются в Соединенных Штатах, однако применение углекислого газа могло бы удешевить и ускорить процесс их изготовления.

Разработанная немецкими учеными технология подходит также для окрашивания контактных линз. Кроме того, с ее помощью линзы можно было бы пропитывать фармацевтическими веществами, которые бы потом в течение дня постоянно передавались глазу, оказывая нужный лечебный эффект. Таким образом, с помощью углекислого газа обычные контактные линзы можно превратить в альтернативу не всегда удобным курсам лечения глазными каплями.

Метод, однако, подходит не для всех полимеров, а только для так называемых частично-кристаллических и аморфных. К ним принадлежат, например, нейлон, термопластичные эластомеры, полипропилен, поликарбонат.