アモルファス炭酸カルシウムおよびポリアクリル酸からのヒドロゲル：「ミネラルプラスチック」のバイオインスパイア材料

石油に基づいた非生分解性プラスチックの大規模な使用による環境問題の増加を考えると、経済的で環境に優しい、リサイクル可能な新しいプラスチック材料は需要が高くなっています。実行可能な戦略の1つは、ミネラルベースのハイブリッド材料のバイオインスピレーションを受けた合成です。ここでは、ポリ（アクリル酸）によって物理的に架橋された非常に小さなACCナノ粒子で構成されるアモルファスCACO3（ACC）ベースのヒドロゲルの容易なルートを報告します。ヒドロゲルは、形を整え、伸縮性があり、自己治癒可能です。乾燥すると、ヒドロゲルは、機械的性能を顕著に備えた自立型、剛性、透明なオブジェクトを形成します。水中で腫れていることにより、材料は最初のヒドロゲル状態を完全に回復できます。マトリックスとして、熱炎症も簡単に導入できます。現在のハイブリッドヒドロゲルは、新しいクラスのプラスチック材料である「ミネラルプラスチック」を表している可能性があります。

Given increasing environmental issues due to the large usage of non-biodegradable plastics based on petroleum, new plastic materials, which are economic, environmentally friendly, and recyclable are in high demand. One feasible strategy is the bio-inspired synthesis of mineral-based hybrid materials. Herein we report a facile route for an amorphous CaCO3 (ACC)-based hydrogel consisting of very small ACC nanoparticles physically cross-linked by poly(acrylic acid). The hydrogel is shapeable, stretchable, and self-healable. Upon drying, the hydrogel forms free-standing, rigid, and transparent objects with remarkable mechanical performance. By swelling in water, the material can completely recover the initial hydrogel state. As a matrix, thermochromism can also be easily introduced. The present hybrid hydrogel may represent a new class of plastic materials, the "mineral plastics".