Istraživači su razvili način korištenja lasera za razbijanje molekula plastike i drugih materijala na njihove najsitnije dijelove za buduću ponovnu upotrebu, objavili su danas.
Metoda uključuje stavljanje tih materijala na vrh dvodimenzionalnih materijala koji se nazivaju dihalkogenidi prijelaznih metala i zatim njihovo ozračivanje svjetlom.
Ovo otkriće ima potencijal poboljšati 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 putove pretvaranja zagađivača okoliša u vrijedne kemikalije koje se mogu ponovno upotrijebiti, potičući tako razvoj održivijeg i kružnog gospodarstva", rekao je Yuebing Zheng, profesor na Walkerovom odjelu za strojarstvo na Cockrellu. School of Engineering na Sveučilištu Texas u Austinu i jedan od voditelja projekta. "Ovo otkriće ima važne implikacije za rješavanje ekoloških izazova i unaprjeđenje polja zelene kemije."
Onečišćenje plastikom postalo je globalna ekološka kriza, s milijunima tona plastičnog otpada koji se nakupljaju na odlagalištima i u oceanima svake godine. Tradicionalne metode razgradnje plastike često su 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 kako bi prekinuli kemijske veze plastike i stvorili nove, pretvarajući materijal u karbonske točkice koje emitiraju svjetlost. Ove karbonske točke su u velikoj potražnji zbog svestranosti nanomaterijala na bazi ugljika i potencijalno bi se mogle koristiti kao memorijski uređaji u računalnim uređajima sljedeće 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 Austin.
Specifična reakcija o kojoj je govorio naziva se "CH aktivacija", gdje se veze ugljik-vodik u organskim molekulama selektivno kidaju i transformiraju 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 povežu i tvore ugljikove točkice koje pohranjuju informacije.
Potrebna su daljnja istraživanja i razvoj kako bi se optimizirao ovaj proces CH aktivacije pokretan svjetlom i proširio za industrijske primjene. Međutim, ovo istraživanje predstavlja važan napredak u potrazi za održivim rješenjima za gospodarenje plastičnim otpadom.
Proces aktivacije CH potaknut svjetlom prikazan u ovoj studiji može se primijeniti na mnoge dugolančane organske spojeve, uključujući polietilen i površinski aktivne tvari koji se obično koriste u sustavima nanomaterijala.
Ostali koautori su sa Sveučilišta Texas u Austinu, Sveučilišta Tohoku u Japanu, Sveučilišta Kalifornija, Berkeley, Nacionalnog laboratorija Lawrence Berkeley, Sveučilišta Baylor i Državnog sveučilišta Pennsylvanije.
Rad je podržan potporama Nacionalnog instituta za zdravlje, Nacionalne zaklade za znanost, Japanskog društva za promicanje znanosti, Zaklade Hirose i Nacionalne zaklade za prirodne znanosti Kine.
