مهندسین تگزاس با استفاده از لیزر پلاستیک‌ها را به مواد شیمیایی ارزشمند تبدیل می‌کنند
یک تیم تحقیقاتی جهانی روشی را برای تجزیه پلاستیک‌ها و سایر مواد به اجزای کوچکتر با استفاده از لیزر ارائه داده است که امکان استفاده مجدد از آنها را در آینده فراهم می‌سازد.
این پیشرفت شامل قرار دادن این مواد بر روی ساختارهای دو بعدی به نام دی‌کالکوژنیدهای فلزات انتقالی و سپس تابش نور لیزر بر روی آنها است. این تکنیک می‌تواند به طور قابل توجهی دفع پلاستیک‌هایی که با فناوری‌های موجود تقریباً غیرممکن به نظر می‌رسد را بهبود بخشد.
یوئبینگ ژنگ، یکی از رهبران پروژه گفت: “این کشف اثرات زیادی برای حل چالش‌های زیست‌محیطی و پیشرفت در زمینه شیمی سبز دارد.”
تجزیه پلاستیک با لیزر
آلودگی پلاستیکی به یک بحران زیست‌محیطی جهانی تبدیل شده است و میلیون‌ها تن زباله پلاستیکی سالانه در محل‌های دفن زباله و اقیانوس‌ها جمع‌آوری می‌شوند. روش‌های سنتی تجزیه پلاستیک عموماً انرژی‌بر، مضر برای محیط‌زیست و ناکارآمد هستند.
محققان امیدوارند که از این کشف جدید برای ایجاد فناوری‌های کارآمد بازچرخانی پلاستیک استفاده کنند تا آلودگی را کاهش دهند.
تیم تحقیقاتی از نور کم‌توان برای شکستن پیوندهای شیمیایی در پلاستیک‌ها و تشکیل پیوندهای جدید استفاده کرد، و مواد را به نقاط کربنی درخشان تبدیل کرد.
مواد نانویی مبتنی بر کربن به دلیل کاربردهای فراوان خود بسیار مورد توجه هستند و این نقاط کربنی ممکن است به عنوان دستگاه‌های ذخیره‌سازی حافظه در سیستم‌های کامپیوتری نسل بعدی مورد استفاده قرار گیرند.
فرآیند علمی
واکنش خاص این مطالعه به نام فعال‌سازی C-H شناخته می‌شود، جایی که پیوندهای کربن-هیدروژن در یک مولکول آلی به طور انتخابی شکسته و به پیوندهای شیمیایی جدید تبدیل می‌شوند.
در این تحقیق، مواد دو بعدی این واکنش را کاتالیز کرده و باعث تبدیل مولکول‌های هیدروژن به گاز شدند. این فرآیند راه را برای پیوند مولکول‌های کربن با یکدیگر باز کرد که نقاط اطلاعات‌ذخیره‌سازی کربنی را تشکیل داد.
با اینکه تحقیقات و توسعه بیشتری برای بهینه‌سازی فرآیند فعال‌سازی C-H با نور و مقیاس‌بندی برای کاربردهای صنعتی نیاز است، این مطالعه یک گام مهم در جستجوی راه‌حل‌های پایدار برای مدیریت زباله‌های پلاستیکی است.
فرآیند فعال‌سازی C-H که در این مطالعه نمایش داده شده است می‌تواند برای ترکیبات آلی زنجیره بلند مختلفی مانند پلی‌اتیلن و سورفکتانت‌ها که معمولاً در سیستم‌های نانومواد استفاده می‌شوند، اعمال شود.
سایر راه‌حل‌های پایدار برای مشکل پلاستیک
این تحقیق آخرین مورد در یک خط طولانی از راه‌حل‌های نوآورانه برای مشکل ظاهراً غیرقابل حل زباله‌های پلاستیکی است که سیاره با آن مواجه است.
یک فناوری نوآورانه اخیر که در ژاپن توسعه یافته است به نام روش HiCOP پلاستیک‌های زائد را به نفت خام ارزشمند تبدیل می‌کند و به سوی آینده‌ای سبزتر و دوست‌دار محیط‌زیست حرکت می‌کند.
مزایای زیست‌محیطی روش HiCOP بسیار عمیق است. این روش انتشار کربن مرتبط با روش‌های سنتی دفع پلاستیک را کاهش می‌دهد و هم‌زمان گزینه‌ای جایگزین برای سوخت‌های فسیلی ارائه می‌دهد.
این تأثیر دوگانه با تلاش‌های جهانی برای کاهش تغییرات آب و هوایی و گذار به سوی اقتصاد مدور همخوانی دارد.
این پژوهش اخیراً در ژورنال Nature Communications منتشر شده است.
