Ένα νέο πλήρως αποικοδομήσιμο πολυμερές αναπτύχθηκε στις ΗΠΑ

Μια ομάδα χημικών από τις ΗΠΑ ανακάλυψε ένα νέο πολυμερές υλικό που μπορεί όχι μόνο να χρησιμοποιηθεί για την παραγωγή διαφόρων υλικών, αλλά μπορεί επίσης να ανακυκλωθεί χωρίς να βλάψει το περιβάλλον. Οι ερευνητές προτείνουν την ανακύκλωση του πλαστικού σε μοριακά δομικά στοιχεία, δίνοντας έτσι στα πλαστικά προϊόντα μια δεύτερη ζωή. Σήμερα, σε ορισμένες χώρες, τα πλαστικά προϊόντα που έχουν ξεπεράσει τη χρησιμότητά τους αποστέλλονται για ανακύκλωση, όπου χρησιμοποιούνται για την κατασκευή χρήσιμων προϊόντων, αλλά τα περισσότερα από αυτά καταλήγουν σε χώρους υγειονομικής ταφής ή στον ωκεανό.

Υπάρχει επίσης αποικοδομήσιμο πλαστικό που αποσυντίθεται υπό ορισμένες συνθήκες (για παράδειγμα, πολυγαλακτικό οξύ), αλλά ακόμη και αυτή η εναλλακτική λύση έχει ορισμένα μειονεκτήματα - οι μέθοδοι ανακύκλωσης που υπάρχουν σήμερα δεν επιτρέπουν την πραγματοποίηση της διαδικασίας αποσύνθεσης χωρίς τον σχηματισμό επιβλαβών προϊόντων.

Στόχος των Αμερικανών χημικών ήταν να βρουν ένα πλαστικό που θα ήταν κατάλληλο για ανακύκλωση και θα ήταν βιοδιασπώμενο. Κατά τη διάρκεια της εργασίας, οι ειδικοί μελέτησαν τα μόρια ενός από τα υποκατάστατα των προϊόντων πετρελαίου (το Υπουργείο Ενέργειας των ΗΠΑ συμπεριέλαβε αυτό το υποκατάστατο στη λίστα με εκείνα που πληρούν καλύτερα όλες τις παραμέτρους).

Η γ-υδροξυβουτυρική λακτόνη έχει θεωρηθεί από τους επιστήμονες ως υλικό για την παραγωγή δομικών στοιχείων για τα σύγχρονα πλαστικά, αλλά η ουσία είναι θερμικά σταθερή, μια ιδιότητα που εμπόδισε τους επιστήμονες να τη συνδυάσουν σε μια αλυσίδα επαναλαμβανόμενων μονομερών για να σχηματίσουν πλαστικό.

Σύμφωνα με τον καθηγητή Χημείας Evgen Chen, σε προηγούμενες εκθέσεις όλα τα συμπεράσματα των ερευνητών κατέληγαν στο γεγονός ότι αυτό το μονομερές δεν αξίζει την προσοχή των επιστημόνων. Όλοι οι χημικοί που εργάστηκαν με λακτόνη του γ-υδροξυβουτυρικού οξέος διαβεβαίωσαν ότι δεν θα ήταν δυνατή η παραγωγή πολυμερούς από αυτό, αλλά ο καθηγητής Chen και οι συνάδελφοί του υποψιάζονταν ότι υπήρχαν κάποιες ανακρίβειες στις εκθέσεις.

Οι ερευνητές άρχισαν να εργάζονται με λακτόνη γ-υδροξυβουτυρικού οξέος και ως αποτέλεσμα έλαβαν όχι μόνο ένα πολυμερές, αλλά κατάφεραν επίσης να το κάνουν να λάβει διάφορες μορφές (κυκλική, γραμμική). Στην εργασία τους, οι επιστήμονες χρειάζονταν καταλύτες, τόσο με βάση το μέταλλο όσο και χωρίς μέταλλο, οι οποίοι τους επέτρεψαν να αποκτήσουν έναν πολυεστέρα με διπλή πολυ-γ-βουτυρολακτόνη. Κατά τη διάρκεια της περαιτέρω εργασίας, οι ερευνητές συνειδητοποίησαν ότι όταν το υλικό θερμαίνεται, μετατρέπεται στην αρχική του κατάσταση σε περίπου μία ώρα (ένα κυκλικό πολυμερές απαιτεί θέρμανση σε θερμοκρασία 300 ºC, ένα γραμμικό - 220 ºC), με άλλα λόγια, το νέο υλικό είναι βιοδιασπώμενο και δεν βλάπτει το περιβάλλον, σε αντίθεση με τα πλαστικά προϊόντα που χρησιμοποιούνται σήμερα.

Σύμφωνα με την ερευνητική ομάδα, το μονομερές που χρησιμοποιείται στην εργασία τους αποτελεί πλήρη αντικατάσταση του βιοπλαστικού P4HB, το οποίο χρησιμοποιείται ευρέως εμπορικά. Το P4HB είναι πιο ακριβό και πολύπλοκο στην παραγωγή από τα περισσότερα πλαστικά. Η ομάδα του καθηγητή Chen υποστήριξε ότι η φθηνότερη και πιο πρακτική επιλογή τους για την παραγωγή πλαστικού θα γίνει ευρέως διαδεδομένη.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ], [ 4 ], [ 5 ]