با افزایش بار زباله های لاستیک و پلاستیک بر روی زمین، نیاز به کاهش زباله و آلودگی از طریق بازیافت حلقه بسته (یعنی بازیافت لاستیک و پلاستیک قابل بازیافت) بیش از پیش ضروری می شود.اخیراً تیمی از محققان دپارتمان شیمی در دانشگاه پرینستون از کشف مولکول جدیدی خبر دادند که می تواند به بازیابی حلقه بسته کمک کند.
گزارش شده است که این یک مولکول پلی بوتادین جدید است.این مولکول از ماده ای می آید که برای بیش از یک قرن شناخته شده است و برای تولید محصولات رایج مانند لاستیک و کفش استفاده می شود.نتایج تحقیقات در 25 این ماه در مجله علمی معروف Nature communications منتشر شد.
به طور خاص، گزارش شده است که در طول فرآیند پلیمریزاسیون، مولکولی به نام (1,n'-divinyl) oligocyclobutane در یک توالی مربع مکرر به هم متصل می‌شود، که یک ریزساختار قبلاً محقق نشده است که می‌تواند فرآیند پلیمریزاسیون را معکوس یا دپلیمریزه کند.به عبارت دیگر، بوتادین را می توان به یک پلیمر جدید "فشرده" کرد.سپس پلیمر را می توان برای استفاده مجدد به یک مونومر اصلی از حالت فشرده خارج کرد.
در گذشته، پلیمریزاسیون از طریق طاقچه های گران قیمت یا پلیمرهای خاص انجام می شد که به مراحل زیادی نیاز داشت، اما مواد اولیه رایج مانند پلی بوتادین هرگز برای تکمیل پلیمریزاسیون مورد استفاده قرار نگرفتند.پلی بوتادین یکی از هفت محصول عمده پتروشیمی در جهان است.بوتادین نوعی ترکیب آلی فراوان است که محصول جانبی اصلی توسعه سوخت فسیلی است.از آن برای ساخت محصولات لاستیک مصنوعی و پلاستیک استفاده می شود.
محققان می‌گویند: «استفاده از یک ماده شیمیایی بسیار رایج که مردم دهه‌ها آن را مطالعه و پلیمریزه کرده‌اند تا ماده جدیدی تولید کنند، چه رسد به اینکه آن را دارای خواص ذاتی جالبی کنند، نه تنها غیرمنتظره است، بلکه یک پیشرفت بزرگ واقعی است».
"انسانها در ساخت بوتادین مهارت دارند. وقتی بتوانید کاربردهای مفید دیگری برای این مولکول پیدا کنید، بسیار خوب است زیرا ما تعداد زیادی از این مولکول را داریم."محققان افزودند.
اصل بازیافت
صنایع شیمیایی معمولاً از تعداد کمی از اجزاء برای ساخت بیشتر پلاستیک‌ها و لاستیک‌های تجاری استفاده می‌کنند.سه نمونه مشابه اتیلن، پروپیلن و بوتادین هستند.چالش اصلی در بازیافت این مواد این است که اغلب باید آنها را با هم ترکیب کرده و سپس با سایر مواد افزودنی برای ساخت پلاستیک و لاستیک اضافه کرد.افزودنی ها می توانند ویژگی های عملکردی مورد نظر مانند سختی روکش خمیر دندان یا سبکی کیسه مواد غذایی را ارائه دهند.با این حال، این "مولفه ها" باید دوباره در فرآیند بازیابی از هم جدا شوند.
با این حال، مراحل شیمیایی درگیر در فرآیند جداسازی و سرمایه‌گذاری انرژی مورد نیاز برای تحقق جداسازی، هزینه بازیابی را بالا می‌برد، به‌ویژه برای پلاستیک‌های یکبار مصرف.پلاستیک ارزان، سبک و آسان برای استفاده است، اما طراحی آن دفع زباله را در نظر نمی گیرد.محققان گفتند که این یک مشکل بزرگ و دائما "گلوله برفی" است که جهان با آن مواجه است.
به عنوان یک جایگزین ممکن، تحقیقات فوق نشان می دهد که پلیمر بوتادین تقریباً برابر با مونومر از نظر انرژی است، که آن را به یک ماده کاندید برای چرخه شیمیایی حلقه بسته تبدیل می کند.محققان در مورد چشم انداز این الیگوسیکلوبوتان هیجان زده هستند و قصد دارند تحقیقات عمیق تری در مورد این ماده پایدار و قابل بازیافت شیمیایی انجام دهند.
