بازیافت پلاستیک از دهه‌ها قبل ذهن دانشمندان را بخود مشغول کرده است. اما حالا، شیمیدان‌ها روشی انقلابی برای بازیافت ساده‌تر و سودآورتر پلاستیک پیدا کرده‌اند که می‌تواند ورق را برگرداند. در ادامه با میلی‌لب همراه باشید.
ایالت متحده‌ی آمریکا بیشتر از هر کشور دیگری زباله‌های پلاستیکی تولید می‌کند؛ چیزی در حدود ۴۶.۳ میلیون تن یا ۲۸۷ پوند به ازای هر نفر در سال. نرخ بازیافت ۹ درصدی این کشور هیچ‌گاه نمی‌تواند این حجم از زباله‌ی پلاستیکی را مدیریت کند. دلیل این مقدار کم بازیافت چیست؟ شیمی پلاستیک‌های امروزی بازیافت آنها را به مشکل‌ترین فرآیندها تبدیل کرده است. حتی ترموپلاستیک‌ها که قابلیت ذوب مجدد دارند بعد از هر بار استفاده ضعیف‌تر می‌شوند. در حقیقت، مانع اصلی در مقابل بازیافت پلاستیک‌ها، اقتصاد است. در بازیافت پلاستیک‌ها هیچ‌گونه انگیزه‌ی سودآوری وجود ندارد.
اما حالا گروهی از شیمیدان‌ها در دانشگاه North Carolina در چپل هیل با کشف یک روش برای تجزیه‌ی پلاستیک‌ها و تولید یک ماده‌ی جدید قویتر و محکم‌تر از پلاستیک اولیه، ورق را برگردانده‌اند. این ماده‌ی جدید، بالقوه ارزشمندتر خواهد بود. فرانک لیبفارث (Frank Leibfarth) استادیار شیمی در UNC College of Arts & Science عنوان کرده است که «شیوه‌ی ما زباله‌ی پلاستیکی را مانند یک منبع ارزشمند بالقوه برای تولید مولکول‌ها و مواد جدید می‌بیند. ما امیدواریم این روش انگیزه‌های اقتصادی را برای بازیافت پلاستیک و تبدیل زباله به گنج را به حرکت درآورد.»
غلبه بر پیوند کربن و هیدروژن
اتصال کربن-هیدروژن جزو قویترین پیوندهای شیمیایی در طبیعت است. پایداری آنها تبدیل محصولات طبیعی به داروها را دشوار و بازیافت پلاستیک‌ها را چالش برانگیز می‌کند. پلیمرها اجزای سازنده‌ی پلاستیک‌های مدرن در کیسه‌های پلاستیکی، بطری‌های نوشابه و آب، بسته‌بندی غذا، قطعات خودروها و اسباب‌بازی‌ها هستند. با تغییر پیوندهای کربن-هیدروژن در پلیمرها، می‌توان طول عمر آنها را به چیزی فراتر از پلاستیک‌های یکبار مصرف گسترش داد.
با یافتن یک واکنش‌گر یا ری‌اجنت (reagent) جدید که اتم‌های هیدروژن را از ترکیبات دارویی و پلیمرها جدا می‌کند، پژوهشگران UNC قادر شدند تا پیوندهای جدیدی را که پیش از این غیرممکن بودند ایجاد کنند. گستردگی این شیوه نگاشت‌های ارزشمند زیادی از پیوندهای کربن-هیدروژنی در طیف وسیعی از ترکیبات مهم را ممکن می‌سازد.
تبدیل زباله به گنج
گروه لیبفارث در کارولینا روی طراحی پلیمرهایی که باهوش‌تر، کاراتر و پایدارتر هستند متمرکز شده‌اند. آنها موفق شدند که یک پلیمر فوق‌جاذب بسازند که توانایی حذف مواد شیمیایی خطرناک از آب آشامیدنی را دارد. هدف این پژوهشگران استفاده از روش نوآورانه برای کمک به تبدیل پلاستیک‌هایی با بازیافت چالش برانگیز به پلیمرهای پرارزش است. آنها کار خود را با فوم‌های پلاستیکی بسته‌بندی مورد استفاده در حفاظت حمل و نقل قطعات الکترونیکی شروع کردند. این فوم‌ها معمولا از یک پلاستیک کم‌چگالی به نام پلی‌الفین تجاری ساخته می‌شوند. با استخراج انتخابی اتم‌های هیدروژن از پلی‌الفین، شیمیدان‌ها به روشی برای ارتقای چرخه‌ی عمر پلاستیک‌های یکبار مصرف به پلاستیک پرارزشی به نام یونومر (ionomer) دست یافتند. یونومرها در بسته‌بندی مواد غذایی کاربرد دارند.
بیشتر پلاستیک‌های بازیافتی بعد از بازیافت به محصولات رده‌پایین‌تر مانند پوشاک پلی‌استر و کفپوش‌ها نزول می‌کنند که سرانجام به صورت زباله در طبیعت رها می‌شوند. اما اگر علم شیمی به بازیافت چندین‌باره‌ی پلیمرها کمک کند، می‌توان به پلاستیک‌ها از دیدگاه دیگری نگاه کرد.
شما در سایت mililab می‌توانید به بانک کاملی از اطلاعات مواد شیمیایی و تجهیزات آزمایشگاهی دسترسی داشته باشید.
منبع: phys.org
