شیمیدانان دانشگاه کارولینای شمالی در  Chapel Hill با اصلاح پیوندهای کربن-هیدروژن، زباله‌های پلاستیکی را به مواد محکم‌تر و قوی‌تر تبدیل می‌کنند.

طبق یک مطالعه در سال ۲۰۲۰، ایالات متحده بیش از هر کشور دیگری زباله پلاستیکی تولید می‌کند – حدود ۴۶/۳ میلیون تن از آن – یا ۲۸۷ پوند برای هر نفر در سال.

نرخ بازیافت ۹% ایِ کشور هرگز ادامه نخواهد داشت. چرا این‌قدر پایین؟ شیمی پلاستیک‌های امروزی بازیافت را بسیار مشکل می‌کند. حتی ترموپلاستیک‌هایی که می‌توانند ذوب شوند با هر بار استفاده مجدد ضعیف می‌شوند به علاوه آن منجر به مانع واقعی برای بازیافت – اقتصاد – می‌شود. تقریباً انگیزه سود وجود ندارد.

اما اکنون گروهی از شیمیدانان در دانشگاه کارولینای شمالی در Chapel Hill، با کشف روشی برای تجزیه پلاستیک‌ها به منظور ایجاد ماده‌ای جدید که محکم‌تر و قوی‌تر از ماده اصلی است، جداول را تغییر داده‌اند. به ایم معنی که بالقوه ارزشمندتر است.

Frank Leibfarth، استادیار شیمی در کالج هنر و علوم UNC، گفت: روی‌کرد ما زباله‌های پلاستیکی را به عنوان یک منبع بالقوه ارزشمند برای تولید مولکول‌ها و مواد جدید در نظر می‌گیرد. ما امیدواریم این روش بتواند انگیزه‌ای اقتصادی برای بازیافت پلاستیک ایجاد کند، در حالی که به معنای واقعی کلمه زباله‌ها را به ثروت تبدیل می‌کند.

شیمیدانان کارولینا روشی برای اصلاح پلیمر رایج مورد استفاده در کیسه‌های مواد غذایی، آب و بطری‌های سودا و بسته‌بندی ایجاد کردند تا آن را آسان‌تر و سودآورتر برای پلاستیک بازیافتی کند.

Leibfarth و استاد Erik Alexanian ،UNC-Chapel Hill، که متخصص در سنتز مواد شیمیایی است، این روی‌کرد را که می‌تواند حلقه در مسیر بازیافت پلاستیک را مسدود کند، در مجله Science شرح می‌دهند.

پیوندهای کربن-هیدروژن تعدادی از قوی‌ترین پیوندهای شیمیایی در طبیعت هستند. پایداری‌ آن‌ها، آن را برای تبدیل محصولات طبیعی به داروها و چالش‌برانگیز برای پلاستیک‌های کالایی بازیافتی دشوار می‌کند.

اما با اصلاح پیوندهای کربن-هیدروژن رایج در پلیمرها، این بلوک‌های ساختاری برای پلاستیک مدرن مورد استفاده در کیسه‌های مواد غذایی، بطری‌های نوشابه و آب، بسته‌بندی مواد غذایی، قطعات خودرو و اسباب‌بازی‌ها، می‌توان طول عمر پلیمرها می‌تواند بیش‌تر از پلاستیک یک‌بار مصرف افزایش یابد.

با یک معرف شناسایی شده جدید که می‌تواند اتم‌های هیدروژن را از ترکیبات دارویی و پلیمرها جدا کند، شیمیدانان UNC برای ساخت پیوندهای جدید در مکان‌هایی که قبلاً غیر فعال در نظر گرفته ‌شدند، قادر بودند.

Alexanian گفت: “تطبیق‌پذیری روی‌کرد ما این است که تغییر شکل‌های ارزشمند بسیاری از پیوندهای کربن-هیدروژن را در چنین طیف گسترده‌ای از ترکیبات مهم امکان پذیر می‌کند.”

تبدیل زباله به ثروت

گروه Leibfarth در کارولینا بر روی طراحی پلیمرهایی متمرکز شده است که هوشمندتر، کاربردی‌تر و پایدارتر هستند.

با حمایت NC Policy Collaboratory، این تیم، پلیمر فوق جاذب قادر به جذب مواد شیمیایی خطرناک از آب آشامیدنی را ایجاد کردند.

محققان در نظر داشتند از این روی‌کرد نوآورانه برای کمک به تبدیل دشوار به زباله‌های پلاستیکی بازیافتی به دسته‌ای از پلیمرهای با ارزش استفاده کنند.

آن‌ها با بسته‌بندی فوم پلاستیکی که برای محافظت از وسایل الکترونیکی در حین حمل و نقل استفاده می‌شود شروع کردند که در غیر این صورت به محل‌های دفن زباله ختم می‌شود. نمونه‌هایی از فوم پس از مصرف توسط High Cube LLC، یک شرکت بازیافت Durham N.C. فراهم شد. این فوم از پلاستیک با چگالی کم به نام پلی‌الفین تجاری ساخته می‌شود.

با بیرون آوردن انتخابی اتم‌های هیدروژن از پلی‌الفین، شیمیدانان راهی برای افزایش عمر پلاستیک یک‌بار مصرف به یک پلاستیک با ارزش بالا معروف به آینومر ابداع کردند. آینومرهای پرطرف‌دار Dow’s SURLYNTM هستند، ماده‌ای مناسب که در طیف وسیعی از بسته‌بندی‌های مواد غذایی استفاده می‌شود.

پلاستیک‌های بازیافتی بسیاری به محصولات با کیفیت پایین‌تر مانند فرش یا لباس‌های پلی‌استر تبدیل می‌شوند که ممکن است باز هم به محل‌های دفن زباله ختم شوند. اگر لاک‌پشت‌ها پلاستیک اقیانوس را به‌ جای غذا اشتباه بگیرند، پلاستیک‌های دور ریخته شده در آبراه‌ها، حیات دریا را به خطر می‌اندازد.

Leibfarth گفت: اما اگر شیمی بتواند به صورت مداوم برای پلیمرها به منظور کمک به بازیافت آن‌ها به کار رود “می‌تواند این نگرش که به پلاستیک نگاه می‌کنیم را تغییر دهد.”

لینک خبر:

Turning Trash Into Treasure: Chemists’ Radical Way To Make It Easier, More Profitable To Recycle Plastic

۱۰۰۰۰۵۶_science.abh4308

همراهان عزیز می‌توانند جهت برقرای ارتباطات دوسویه، انتقال سوالات، نظرات و پیشنهادات سازنده خود از طریق پست الکترونیک زیر ما را یاری فرمایند.

info@fara-ps.com