Danes so sporočili, da so raziskovalci razvili način za uporabo laserjev za razstreljevanje molekul plastike in drugih materialov na njihove najmanjše dele za prihodnjo ponovno uporabo.
Metoda vključuje postavitev teh materialov na vrh dvodimenzionalnih materialov, imenovanih dihalkogenidi prehodnih kovin, in njihovo nato obsevanje s svetlobo.
Odkritje lahko izboljša način, kako se trenutno ukvarjamo s plastiko, ki jo je težko razgraditi. Ugotovitve so bile objavljene v reviji Nature Communications.
"Z izkoriščanjem teh edinstvenih reakcij lahko raziščemo nove poti za pretvorbo okoljskih onesnaževal v dragocene kemikalije za večkratno uporabo in s tem spodbudimo razvoj bolj trajnostnega in krožnega gospodarstva," je dejal Yuebing Zheng, profesor na Walkerjevem oddelku za strojništvo na Cockrellu. Inženirska šola na Univerzi v Teksasu v Austinu in eden od vodij projekta. "To odkritje ima pomembne posledice za reševanje okoljskih izzivov in napredek na področju zelene kemije."
Onesnaževanje s plastiko je postalo svetovna okoljska kriza, saj se vsako leto na odlagališčih in v oceanih nabere na milijone ton plastičnih odpadkov. Tradicionalne metode razgradnje plastike so pogosto energetsko intenzivne, škodljive za okolje in neučinkovite. Raziskovalci predvidevajo uporabo tega novega odkritja za razvoj učinkovitih tehnologij recikliranja plastike za zmanjšanje onesnaževanja.
Raziskovalci so uporabili svetlobo nizke moči, da bi prekinili kemične vezi plastike in ustvarili nove ter material spremenili v ogljikove pike, ki oddajajo svetlobo. Po teh ogljikovih pikah je veliko povpraševanje zaradi vsestranskosti nanomaterialov na osnovi ogljika in bi jih lahko potencialno uporabili kot pomnilniške naprave v računalniških napravah naslednje generacije.
"Vznemirljivo je preoblikovati plastiko, ki se nikoli ne razgradi, v materiale, ki so uporabni za številne različne industrije," je dejal Jingang Li, podoktorski študent na UC Berkeley, ki je začel to raziskavo na UT Austin.
Specifična reakcija, ki jo je omenil, se imenuje "CH aktivacija", kjer se vezi ogljik-vodik v organskih molekulah selektivno zlomijo in preoblikujejo v nove kemične vezi. V tej študiji je 2D material kataliziral reakcijo in pretvoril molekule vodika v plin, kar je omogočilo, da so se molekule ogljika med seboj povezale in tvorile ogljikove pike, ki shranjujejo informacije.
Potrebne so nadaljnje raziskave in razvoj za optimizacijo tega postopka aktivacije CH, ki ga poganja svetloba, in njegovo razširitev za industrijske aplikacije. Vseeno pa ta raziskava predstavlja pomemben napredek pri iskanju trajnostnih rešitev za ravnanje s plastičnimi odpadki.
Postopek aktivacije CH, ki ga poganja svetloba, prikazan v tej študiji, je mogoče uporabiti za številne dolgoverižne organske spojine, vključno s polietilenom in površinsko aktivnimi snovmi, ki se običajno uporabljajo v sistemih nanomaterialov.
Drugi soavtorji so z Univerze v Teksasu v Austinu, Univerze Tohoku na Japonskem, Univerze v Kaliforniji, Berkeley, Nacionalnega laboratorija Lawrence Berkeley, Univerze Baylor in Pennsylvania State University.
Delo je bilo podprto z donacijami Nacionalnega inštituta za zdravje, Nacionalne znanstvene fundacije, Japonskega društva za promocijo znanosti, fundacije Hirose in Nacionalne fundacije za naravoslovje Kitajske.
