Ученые повышают возможность вторичной переработки пластиковых отходов

14 марта 2023 г.

Эта статья была проверена в соответствии с редакционным процессом и политикой Science X. Редакторы выделили следующие атрибуты, гарантируя при этом достоверность контента:

проверенный фактами

рецензируемое издание

надежный источник

корректура

Саванна Митчем, Аргоннская национальная лаборатория

Пластмассы — это невероятные материалы, свойства которых неоценимы для функционирования нашего современного мира. Они прочные, гибкие, универсальные, долговечные и недорогие. В частности, полиэтилен высокой плотности (HDPE) повсеместно используется в одноразовых изделиях, таких как упаковка и контейнеры. Возможно, вы видели на нем цифру два внутри треугольного символа переработки.

Но способы производства полиэтилена высокой плотности и нынешние методы его переработки создают угрозу нашему здоровью и здоровью нашей планеты. Многие продукты из полиэтилена высокой плотности производятся из ископаемого топлива (сырой нефти, природного газа или угля) и имеют огромный углеродный след. И вместо того, чтобы повторно использоваться или перерабатываться, большая часть отходов ПНД сжигается, выбрасывается на свалки или засоряет окружающую среду. При переработке качество материала ухудшается.

Ученые из Института совместной переработки пластмасс (iCOUP) Министерства энергетики США (DOE) разработали новый метод переработки HDPE. Используя новый каталитический подход, ученые iCOUP из Аргоннской национальной лаборатории Министерства энергетики и Корнелльского университета превратили отходы полиэтилена высокой плотности в новый материал, который можно многократно перерабатывать без потери качества.

Статья с описанием их работы была опубликована в Журнале Американского химического общества.

«Пластмассы будут с нами навсегда. Они обеспечивают функциональность, которую не может обеспечить ни один другой материал. Нам необходимо найти способы уменьшить вредное воздействие использования пластика за счет улучшения возможности вторичной переработки», — сказал Массимилиано Дельферро из Аргонны, ученый, участвовавший в исследовании.

Новый подход команды превращает использованный HDPE в полностью перерабатываемый и потенциально биоразлагаемый материал с теми же механическими и термическими свойствами, что и исходный одноразовый пластик. Если такие подходы будут широко приняты, они могут в конечном итоге помочь снизить выбросы углекислого газа и загрязнение окружающей среды, связанные с полиэтиленом высокой плотности.

«Мы используем отходы пластика в качестве источника вместо ископаемого топлива», — сказал Джеффри Коутс из Корнелльского университета, еще один ученый, участвовавший в исследовании. «Вместо того, чтобы добывать нефть и загрязнять окружающую среду, мы используем материалы, которые в противном случае были бы сожжены или оставлены на свалке».

Как и другие пластмассы, HDPE состоит из длинных цепочек атомов, называемых полимерными цепями. Новый подход команды использует ряд катализаторов — или химических веществ, которые ускоряют химические реакции — для разрыва полимерных цепей ПЭВП на более короткие куски, содержащие реакционноспособные группы атомов на концах. Затем эти части можно снова собрать вместе или повторно полимеризовать для создания новых пластиковых изделий. Реактивные концевые группы имеют дополнительное преимущество: новый пластик легче разлагается как в лаборатории, так и потенциально в природе.