Блог

Jun 14, 2023

Исследователи из Технологического института Вирджинии превращают пластик в мыло

Гуолян «Грег» Лю в своей лаборатории. (Фото: Стивен Маккей/Технологический институт штата Вирджиния) Пластмассы производятся и используются людьми, как никакой другой продукт. Этот материал, как известно, хранится на свалках веками. Этот

Гуолян «Грег» Лю в своей лаборатории. (Фото: Стивен Маккей/Технологический институт штата Вирджиния)

Пластмассы производятся и используются людьми, как никакой другой продукт. Этот материал, как известно, хранится на свалках веками. Проблема пластиковых отходов является одним из крупнейших экологических препятствий, с которыми мы сталкиваемся. Были найдены инновационные решения, но многие из них требуют специальных химикатов или даже червей для переработки пластиковых отходов. Ученые из Технологического института Вирджинии недавно открыли новый подход, анонсированный в журнале Science, который использует простое тепло для преобразования полиэтилена в жирные кислоты, которые являются основой мыла, моющих средств и других ценных продуктов.

Полиэтилен составляет большую часть современных потребительских пластмасс. Гуолян «Грег» Лю, доцент Технологического института Вирджинии, заметил, что их структура с длинной углеродной цепью относительно похожа на структуру жирных кислот. Последние представляют собой углеродные цепочки с скоплением атомов на одном хвосте. Но как преобразовать одно в другое? Лю черпал вдохновение из огня, который превращает древесину в дым. «Дрова в основном изготавливаются из полимеров, таких как целлюлоза. Сгорание дров разбивает эти полимеры на короткие цепочки, а затем на небольшие газообразные молекулы перед полным окислением до углекислого газа», — пояснил он в своем заявлении. «Если мы аналогичным образом расщепим молекулы синтетического полиэтилена, но остановим процесс до того, как они полностью распадутся на небольшие газообразные молекулы, то мы должны получить короткоцепочечные полиэтиленоподобные молекулы».

Работая со своими аспирантами Чжэнь Сюем и Эриком Муньянезой, Лю и его лаборатория создали котельную систему. Пластик, например тот, который содержится в пластиковых бутылках, можно нагревать в реакторе, похожем на печь. Высокие температуры ниже в контейнере разрывают полимерные пластиковые цепи, в то время как более низкие температуры замедляют эту деградацию по мере их миграции вверх. Воск, полиэтилен с короткой цепью, затем можно удалить из реактора. Этот материал, известный как поверхностно-активные вещества, используется в мыле и моющих средствах. Еще несколько простых шагов, и он превращается в эти дорогостоящие продукты.

Этот новый метод переработки пластика имеет множество преимуществ. Во-первых, его можно использовать с другим типом обычного пластика — полипропиленом. Это избавляет от необходимости сортировать пластик по типу. Кроме того, в нем отсутствуют ферменты, черви и другие сложные установки других схем. Наконец, мыло и подобные продукты пользуются большим спросом, поэтому этот процесс преобразования пластика в жирные кислоты может оказаться экономически целесообразным и стимулировать инвестиции. Исследователи, ответственные за этот новый процесс, возлагают большие надежды.

«Следует осознать, что пластиковое загрязнение — это глобальная проблема, а не проблема нескольких основных стран. По сравнению со сложным процессом и сложным катализатором или реагентом, простой процесс может быть более доступным для многих других стран мира», — сказал Сюй. «Я надеюсь, что это может стать хорошим началом войны в борьбе с пластиковым загрязнением».

Лю и Эрик Муньянеза готовят пластик. (Фото: Стивен Маккей/Технологический институт штата Вирджиния)

Воски из полиэтилена и полипропилена нагревают для окисления с получением жирных кислот посредством каталитического окисления. (Фото: Стивен Маккей/Технологический институт штата Вирджиния)

ч/т: [Сеть хороших новостей]

Инженеры разработали фермент, способный расщеплять пластик за считанные часы

Ученые обнаружили грибы, способные поедать пластик всего за 140 дней

Очистка океана удалила более 220 тонн пластика из Тихого океана

Студент разработал 3D-печатную рыбу-робота, которая фильтрует микропластик из воды