Istraživači su razvili način upotrebe lasera za razbijanje molekula plastike i drugih materijala u njihove najsitnije dijelove za buduću ponovnu upotrebu, objavili su danas.
Metoda uključuje postavljanje ovih materijala na dvodimenzionalne materijale koji se nazivaju dihalkogenidi prelaznih metala, a zatim ih zrače svjetlošću.
Ovo otkriće ima potencijal da poboljša način na koji trenutno postupamo s plastikom koja se teško razgrađuje. Nalazi su objavljeni u časopisu Nature Communications.
"Iskorištavanjem ovih jedinstvenih reakcija možemo istražiti nove puteve pretvaranja zagađivača okoliša u vrijedne kemikalije za višekratnu upotrebu, čime se pokreće razvoj održivije i kružne ekonomije", rekao je Yuebing Zheng, profesor na Walker odjelu za mašinstvo u Cockrell-u. Fakultet inženjeringa na Univerzitetu Teksas u Austinu i jedan od vođa projekta. "Ovo otkriće ima važne implikacije za rješavanje ekoloških izazova i unapređenje polja zelene hemije."
Zagađenje plastikom je postalo globalna ekološka kriza, sa milionima tona plastičnog otpada koji se akumuliraju na deponijama i okeanima svake godine. Tradicionalne metode razgradnje plastike su često energetski intenzivne, štetne za okoliš i neučinkovite. Istraživači predviđaju korištenje ovog novog otkrića za razvoj učinkovitih tehnologija recikliranja plastike za smanjenje zagađenja.
Istraživači su koristili svjetlo male snage da razbiju kemijske veze plastike i stvore nove, pretvarajući materijal u karbonske tačke koje emituju svjetlost. Ove ugljenične tačke su veoma tražene zbog raznovrsnosti nanomaterijala zasnovanih na ugljeniku i potencijalno bi se mogle koristiti kao memorijski uređaji u računarskim uređajima sledeće generacije.
"Uzbudljivo je transformirati plastiku koja se nikada ne razgrađuje u materijale koji su korisni za mnoge različite industrije", rekao je Jingang Li, postdoktorand na UC Berkeley koji je započeo ovo istraživanje na UT Austinu.
Specifična reakcija na koju je pomenuo naziva se "CH aktivacija", gdje se veze ugljik-vodik u organskim molekulima selektivno razbijaju i pretvaraju u nove kemijske veze. U ovoj studiji, 2D materijal je katalizirao reakciju, pretvarajući molekule vodika u plin, što je omogućilo molekulama ugljika da se međusobno vežu kako bi formirale ugljične tačke koje pohranjuju informacije.
Potrebna su daljnja istraživanja i razvoj kako bi se optimizirao ovaj svjetlosno vođen proces aktivacije CH i povećao za industrijske primjene. Međutim, ovo istraživanje predstavlja važan napredak u potrazi za održivim rješenjima za upravljanje plastičnim otpadom.
Proces aktivacije CH vođen svjetlom, prikazan u ovoj studiji, može se primijeniti na mnoga dugolančana organska jedinjenja, uključujući polietilen i surfaktante koji se obično koriste u sistemima nanomaterijala.
Drugi koautori su sa Univerziteta Teksas u Austinu, Univerziteta Tohoku u Japanu, Univerziteta Kalifornije, Berklija, Nacionalne laboratorije Lawrence Berkeley, Univerziteta Baylor i Državnog univerziteta Pensilvanije.
Rad je podržan grantovima Nacionalnog instituta za zdravlje, Nacionalne naučne fondacije, Japanskog društva za promociju nauke, Hirose fondacije i Nacionalne fondacije za prirodne nauke Kine.
