طبق یک مطالعه در سال 2020، ایالات متحده بیش از هر کشور دیگری زباله پلاستیکی تولید می کند - حدود 46.3 میلیون تن - یا 287 پوند برای هر نفر در سال.
نرخ بازیابی 9 درصدی کشور هرگز ادامه نخواهد داشت.چرا اینقدر پایینه؟امروزه خواص شیمیایی پلاستیکها، بازیافت آنها را به سختترین شکل ممکن تبدیل کرده است.حتی ترموپلاستیک های ذوب پذیر با هر بار استفاده مجدد ضعیف می شوند.این منجر به مانع واقعی بازیافت - اقتصاد می شود.فقط انگیزه سود نداره
اما اکنون، تیمی از شیمیدانان در دانشگاه کارولینای شمالی در چپل هیل وضعیت را معکوس کرده اند.آنها راهی برای تجزیه پلاستیک و ایجاد یک ماده جدید قوی تر و قوی تر از قبل پیدا کرده اند - به این معنی که ممکن است ارزشمندتر باشد.
فرانک لیبفارت، استادیار شیمی در دانشکده هنر و علوم UNC، گفت: «رویکرد ما زبالههای پلاستیکی را منبع بالقوه ارزشمندی برای تولید مولکولها و مواد جدید میداند.» ما امیدواریم این روش انگیزه اقتصادی بازیافت را ارتقا دهد. پلاستیک ها و واقعا زباله ها را به گنج تبدیل می کنند."
اریک الکسانیان، پروفسور leibfarth و UNC Chapel Hill، که متخصص در سنتز شیمیایی است، در مجله Science نحوه بستن چرخه بازیافت پلاستیک را توضیح داد.
پیوند هیدروکربنی یکی از قوی ترین پیوندهای شیمیایی در طبیعت است.پایداری آنها تبدیل محصولات طبیعی به دارو را دشوار می کند و بازیافت پلاستیک های تجاری دشوار است.
با این حال، با اصلاح پیوندهای هیدروکربنی رایج در پلیمرها، یعنی اجزای اصلی پلاستیک های مدرن مورد استفاده در کیسه های مواد غذایی، بطری های آب و بطری های آب، بسته بندی مواد غذایی، قطعات خودرو و اسباب بازی ها، می توان عمر پلیمرها را فراتر از پلاستیک های یکبار مصرف افزایش داد.
با کمک یک معرف تازه کشف شده که می تواند اتم های هیدروژن را از ترکیبات و پلیمرهای دارویی جدا کند، شیمیدانان UNC می توانند پیوندهای جدیدی را در جایی که قبلا تصور می شد واکنش نشان نمی دهند تشکیل دهند.
الکسانیان گفت: «تطبیق پذیری روش ما این است که می تواند بسیاری از تبدیل های پیوند هیدروکربنی ارزشمند را در چنین طیف وسیعی از ترکیبات مهم به دست آورد.
زباله ها را به گنج تبدیل کنید
گروه Leibfarth در کارولینا بر طراحی پلیمرهای هوشمندتر، کاربردی تر و پایدارتر تمرکز دارد.
با حمایت از سیاست NC، این تیم پلیمر فوق جاذب را توسعه داد که می تواند مواد شیمیایی خطرناک را از آب آشامیدنی حذف کند.
محققان تصور می کنند از این رویکرد نوآورانه برای کمک به تبدیل زباله های پلاستیکی بازیافتی دشوار به پلیمرهای با ارزش استفاده کنند.
آنها با بسته بندی فوم پلاستیکی که برای محافظت از محصولات الکترونیکی در حین حمل و نقل استفاده می شود شروع می کنند، در غیر این صورت در نهایت دفن می شوند.نمونه حباب های پس از مصرف توسط High Cube LLC، یک شرکت بازیافت در دورهام، کارولینای شمالی ارائه شده است.این فوم از پلاستیک های کم چگالی به نام پلی اولفین تجاری ساخته شده است.
با استخراج انتخابی اتم های هیدروژن از پلی اولفین ها، شیمیدان ها راهی برای افزایش طول عمر پلاستیک های یکبار مصرف به پلاستیکی با ارزش بالا به نام آینومر ابداع کرده اند.یک آینومر محبوب Dow's Surlyn است که ماده ترجیحی برای بسته بندی های مختلف مواد غذایی است.
بیشتر پلاستیک های بازیافتی "تخریب و بازیافت" می شوند و به محصولاتی با کیفیت پایین تر مانند فرش یا لباس های پلی استر تبدیل می شوند که ممکن است همچنان در محل های دفن زباله ختم شود.اگر لاک پشت ها پلاستیک دریایی را با غذا اشتباه بگیرند، پلاستیک دور ریخته شده در آبراه ها می تواند حیات دریایی را به خطر بیندازد.
لیب فارث گفت، اما اگر بتوان این ماده شیمیایی را به طور مکرر روی پلیمرها به کار برد تا به بازیافت آنها کمک کند، ممکن است نگاه ما به پلاستیک را تغییر دهد.
تحقیقات علمی ASC دانشجویان را به غوطه ور شدن در دوره های اصلی تحقیقات علمی، سیستم برنامه درسی و پیشرفت تحصیلی دانشگاه های آمریکا سوق می دهد و فرم های پروژه را با درجه سختی های مختلف با توجه به سطح علمی و توانایی دانشجویان ارائه می دهد تا به دانشجویان کمک کند ارتقای پیشرفته ای کسب کنند. فرصتی که با سطح توانایی مربوطه مطابقت دارد.