پلاستیک جدیدی که در دمای ۹۰ درجه تجزیه و دوباره متولد می‌شود

به گزارش شهرآرانیوز؛ جهان در حال غرق شدن در زباله‌های پلاستیکی است. بدن ما پر از میکروپلاستیک است و هیچ محیطی از شر آنها در امان نیست. پلاستیک‌ها در بالای دورافتاده‌ترین کوه‌ها و عمیق‌ترین نقاط دریا پراکنده شده‌اند و توده زباله بزرگ اقیانوس آرام آنقدر برجسته است که به یک اسم خاص و اکوسیستم مخصوص به خود تبدیل شده است.

پلی‌اتیلن، پرتولیدترین پلاستیک جهان، کیسه‌ها، بسته‌بندی مواد غذایی و ظروف کالا‌های خانگی را برای ما فراهم می‌کند. همچنین به دلیل طراحی محکم و بادوام، به طور ویژه آلاینده است.

با این حال، آینده نویدبخش است، زیرا مهندسان شیمی در دانشگاه ساری (Surrey) در بریتانیا یک پلاستیک جدید منحصر‌به‌فرد با ویژگی‌های لازم برای پشتیبانی از اقتصاد مواد چرخه‌ای‌تر ایجاد کرده‌اند.

همانطور که آنها در مجله Macromolecules گزارش می‌دهند، این پلیمر اثبات مفهوم به راحتی هنگام گرم شدن به گاز تجزیه می‌شود و سپس مانند ققنوس افسانه‌ای، از خاکستر برمی‌خیزد تا دوباره تشکیل شود.

پیتر راث (Peter Roth)، مهندس شیمی دانشگاه ساری توضیح می‌دهد: بیشتر پلاستیک‌ها طوری طراحی شده‌اند که پایدار باشند و این دقیقاً همان چیزی است که حذف یا بازیافت آنها را دشوار می‌کند. ما نشان داده‌ایم که می‌توان ماده‌ای با رفتار بسیار متفاوت ایجاد کرد؛ ماده‌ای که می‌تواند در دما‌های نسبتاً پایین به بخار تبدیل شود و سپس به طور طبیعی خود را به همان پلیمر تبدیل کند.

این پلیمر جدید پلی (۱،۲-دی‌تیولان) نام دارد، به این معنی که زنجیره‌ای است که از پیوند‌های جداگانه یا مونومر‌های ۱،۲-دی‌تیولان که یک مولکول حلقه‌مانند ساخته شده از کربن، هیدروژن و دو اتم گوگرد متصل است، ساخته شده است.

ماهیت برگشت‌پذیر این پیوند گوگردی، پلیمر را به راحتی و به طور مکرر تجزیه‌پذیر می‌کند.

راث می‌افزاید: این جایگزینی برای پلاستیک‌های معمولی نیست و مطمئناً راه‌حلی برای مشکل جهانی زباله‌های پلاستیکی نیست، اما مفهوم جدیدی را معرفی می‌کند که می‌تواند الهام‌بخش نسل کاملاً جدیدی از مواد چرخشی باشد.

در ادامه حتما بخوانید کاهش مصرف پلاستیک با طراحی بومی قالب‌های پریفرم

به این ترتیب، این پلاستیک جدید به مشکلات متعددی می‌پردازد که بازیافت مؤثر پلاستیک‌ها را پیچیده می‌کنند. اول اینکه، راحت‌تر دچار دپلیمریزاسیون (تجزیه یک پلیمر پیچیده به مونومر‌های ساده‌تر و تشکیل‌دهنده‌اش مانند جدا کردن یک مجموعه لگو به قطعات سازنده‌اش) می‌شود.

البته مجموعه‌های لگو خودشان را بازسازی نمی‌کنند. به علاوه، پلاستیک‌های معمولی ممکن است قبل از شروع تجزیه نیاز به گرم شدن تا حدود ۲۰۰ درجه سانتیگراد (نزدیک به ۴۰۰ درجه فارنهایت) داشته باشند.

هر چه که ظاهر شود ممکن است نیاز به پردازش اضافی داشته باشد که به طور بالقوه محصولات جانبی آلاینده و خطرناک تولید می‌کند.

این پلیمر جدید به شکلی منحصر‌به‌فرد، تنها در حدود ۹۰ درجه سانتیگراد تجزیه می‌شود و از حالت جامد به گاز تصعید می‌شود، در حالی که از حالت مایع عبور می‌کند و اولین نمونه از پلیمری است که این رفتار را نشان می‌دهد.

محققان برای نشان دادن کاربرد‌های عملی آن، یک کاغذ فیلتر لوله شده را در آن فرو بردند و نشان دادند که بخار پلیمر با یک پوشش ضد آب، کاغذ را در آغوش می‌گیرد. پس از آن، آنها پوشش را به سادگی با گرم کردن آن جدا کردند و اگرچه رنگش تغییر کرد، اما کاغذ ویژگی‌های اولیه جذب آب خود را دوباره به دست آورد.

در همین حال، پلاستیک می‌تواند به راحتی خود را با خنک شدن دوباره به حالت جامد بازسازی کند و آماده استفاده مجدد باشد.

محققان می‌گویند که این آزمایش در نهایت می‌تواند با پتانسیلی بی‌حد و حصر در محیط‌های صنعتی تکرار شود.

پوشش‌های پلیمری همه جا حاضر هستند. آنها عایق‌بندی، روانکاری و مقاومت در برابر خوردگی، رطوبت و سایش را بهبود می‌بخشند. همچنین از عملکرد داخلی ماشین‌های تولیدی که مواد غذایی را تولید می‌کنند، محافظت می‌کنند و لوازم خانگی ما را در حالت کار نگه می‌دارند.

پوشش‌ها همچنین با جلوگیری از کپک‌های بدبو و زرد یا دفع آب باران، از خانه‌های ما محافظت می‌کنند، بنابراین مجبور نیستیم قطرات چکه‌کننده را در قابلمه‌ها و ماهیتابه‌ها که آنها نیز دارای پوشش محافظ هستند، جمع کنیم.

در نهایت، محققان پتانسیل استفاده از تصعید پلیمر را برای بهبود راندمان بازیافت پلاستیک، با آلایش پلیمر خود با رنگ قرمز برجسته کردند.

معمولاً حذف چنین افزودنی‌هایی از زباله‌های پلاستیکی نیاز به پردازش شیمیایی اضافی، پرهزینه و منابع‌بر دارد، اما در اینجا اینطور نیست، زیرا محققان رنگ را در یک مرحله و با حرارت دادن از پلیمر خود حذف کردند.

به طور کلی، بعید است که ما در آینده مجسمه‌های پوکمون ساخته شده از پلی (۱، ۲-دی تیولان) را بخریم یا سفارشات خود را در جعبه‌هایی که خودشان، خود را سرهم می‌کنند، دریافت کنیم.

چه کسی می‌داند، محققان تصور می‌کنند که حتی کاربرد‌های زیست‌پزشکی نیز ممکن است از پلیمر‌های زیست‌تخریب‌پذیر مشابه، از جمله چسب‌های جراحی، هیدروژل‌هایی که لنز‌های تماسی قابل تنفس تولید می‌کنند و نانوذراتی که دارو‌ها را در محل بیماری تحویل می‌دهند، حاصل شود.

توصیف کظمی، مهندس شیمی در دانشگاه ساری و نویسنده اصلی این مطالعه می‌گوید: بخش هیجان‌انگیز این است که ما چیزی را نشان داده‌ایم که قبلاً در دسترس نبود. اگر بتوانیم یاد بگیریم که چگونه این شیمی را تنظیم کنیم، در نهایت می‌تواند منجر به مواد جدیدی شود که کاربرد، حذف و بازیافت آنها آسان‌تر از بسیاری از پلاستیک‌های امروزی است.

این پژوهش در مجله Macromolecules منتشر شده است.

منبع: ایسنا

در ادامه حتما بخوانید نگاهی به روش‌های ورود گسترده میکروپلاستیک‌ها به بدن انسان