Сьогодні вони оголосили, що дослідники розробили спосіб використання лазерів для роздроблення молекул пластику та інших матеріалів на їхні найменші частини для подальшого повторного використання.
Метод передбачає розміщення цих матеріалів поверх двовимірних матеріалів, які називаються дихалькогенідами перехідних металів, а потім опромінення їх світлом.
Це відкриття має потенціал для покращення того, як ми зараз маємо справу з пластиком, який важко розкладається. Висновки були опубліковані в журналі Nature Communications.
«Використовуючи ці унікальні реакції, ми можемо досліджувати нові шляхи перетворення забруднювачів навколишнього середовища в цінні хімічні речовини, які можна багаторазово використовувати, тим самим сприяючи розвитку більш сталої економіки замкнутого циклу», — сказав Юебін Чжен, професор кафедри машинобудування Уокера в Cockrell. Інженерна школа Техаського університету в Остіні та один із керівників проекту. «Це відкриття має важливе значення для вирішення екологічних проблем і розвитку екологічної хімії».
Забруднення пластиком стало глобальною екологічною кризою, коли мільйони тонн пластикових відходів щороку накопичуються на звалищах і в океанах. Традиційні методи руйнування пластику часто є енергоємними, шкідливими для навколишнього середовища та неефективними. Дослідники планують використати це нове відкриття для розробки ефективних технологій переробки пластику для зменшення забруднення.
Дослідники використовували світло малої потужності, щоб розірвати хімічні зв’язки пластику та створити нові, перетворюючи матеріал на світловипромінювальні вуглецеві точки. Ці вуглецеві точки користуються великим попитом через універсальність вуглецевих наноматеріалів і потенційно можуть використовуватися як пристрої пам’яті в комп’ютерних пристроях нового покоління.
«Це захоплююче перетворювати пластмаси, які ніколи не розкладаються, на матеріали, корисні для багатьох галузей промисловості», — сказав Цзінган Лі, докторант Каліфорнійського університету в Берклі, який почав це дослідження в Університетському університеті в Остіні.
Специфічна реакція, про яку він згадував, називається «CH активація», де вуглець-водневі зв’язки в органічних молекулах вибірково розриваються та перетворюються на нові хімічні зв’язки. У цьому дослідженні 2D-матеріал каталізував реакцію, перетворюючи молекули водню на газ, що дозволяло молекулам вуглецю зв’язуватися одна з одною, утворюючи вуглецеві точки, які зберігають інформацію.
Потрібні подальші дослідження та розробки, щоб оптимізувати цей процес активації ЦГ, що керується світлом, і розширити його для промислового застосування. Однак це дослідження є важливим прогресом у пошуку стійких рішень для управління пластиковими відходами.
Процес активації CH під впливом світла, продемонстрований у цьому дослідженні, можна застосувати до багатьох довголанцюгових органічних сполук, включаючи поліетилен і поверхнево-активні речовини, які зазвичай використовуються в системах наноматеріалів.
Іншими співавторами є Техаський університет в Остіні, Університет Тохоку в Японії, Університет Каліфорнії в Берклі, Національна лабораторія Лоуренса Берклі, Університет Бейлора та Університет штату Пенсільванія.
Робота була підтримана грантами Національних інститутів здоров’я, Національного наукового фонду, Японського товариства сприяння науці, Фонду Хіросе та Національного фонду природничих наук Китаю.
