Výskumníci dnes oznámili, že vyvinuli spôsob, ako pomocou laserov rozbiť molekuly plastov a iných materiálov na ich najmenšie časti pre budúce opätovné použitie.
Metóda zahŕňa umiestnenie týchto materiálov na dvojrozmerné materiály nazývané dichalkogenidy prechodných kovov a potom ich ožiarenie svetlom.
Objav má potenciál zlepšiť spôsob, akým v súčasnosti narábame s ťažko rozložiteľnými plastmi. Zistenia boli publikované v časopise Nature Communications.
„Využitím týchto jedinečných reakcií môžeme preskúmať nové cesty na premenu látok znečisťujúcich životné prostredie na cenné opätovne použiteľné chemikálie, a tým podporiť rozvoj udržateľnejšieho a obehového hospodárstva,“ povedal Yuebing Zheng, profesor z Walker Department of Mechanical Engineering na Cockrell. School of Engineering na University of Texas v Austine a jeden z vedúcich projektu. "Tento objav má dôležité dôsledky pre riešenie environmentálnych výziev a pokrok v oblasti zelenej chémie."
Znečistenie plastmi sa stalo globálnou environmentálnou krízou, pričom na skládkach a v oceánoch sa každoročne hromadia milióny ton plastového odpadu. Tradičné spôsoby degradácie plastov sú často energeticky náročné, škodlivé pre životné prostredie a neefektívne. Vedci predpokladajú využitie tohto nového objavu na vývoj účinných technológií recyklácie plastov na zníženie znečistenia.
Výskumníci použili svetlo s nízkou spotrebou energie na rozbitie chemických väzieb plastu a vytvorenie nových, čím premenili materiál na uhlíkové bodky vyžarujúce svetlo. Tieto uhlíkové bodky sú veľmi žiadané kvôli všestrannosti nanomateriálov na báze uhlíka a mohli by sa potenciálne použiť ako pamäťové zariadenia v počítačových zariadeniach novej generácie.
"Je vzrušujúce premeniť plasty, ktoré sa nikdy nedegradujú na materiály, ktoré sú užitočné pre mnoho rôznych priemyselných odvetví," povedal Jingang Li, postdoktorand na UC Berkeley, ktorý začal tento výskum na UT Austin.
Špecifická reakcia, o ktorej hovoril, sa nazýva "CH aktivácia", kde sú väzby uhlík-vodík v organických molekulách selektívne rozbité a transformované na nové chemické väzby. V tejto štúdii 2D materiál katalyzoval reakciu a premenil molekuly vodíka na plyn, čo umožnilo molekulám uhlíka viazať sa navzájom a vytvárať uhlíkové bodky, ktoré uchovávajú informácie.
Na optimalizáciu tohto svetlom poháňaného procesu aktivácie CH a jeho rozšírenie pre priemyselné aplikácie je potrebný ďalší výskum a vývoj. Tento výskum však predstavuje dôležitý pokrok v hľadaní udržateľných riešení pre nakladanie s plastovým odpadom.
Svetlom poháňaný proces aktivácie CH demonštrovaný v tejto štúdii možno použiť na mnohé organické zlúčeniny s dlhým reťazcom vrátane polyetylénu a povrchovo aktívnych látok, ktoré sa bežne používajú v nanomateriálových systémoch.
Ďalší spoluautori sú z University of Texas v Austine, Tohoku University v Japonsku, University of California, Berkeley, Lawrence Berkeley National Laboratory, Baylor University a Pennsylvania State University.
Práca bola podporená grantmi od National Institutes of Health, National Science Foundation, Japan Society for Promotion of Science, Hirose Foundation a National Natural Science Foundation of China.
