Vědci dnes oznámili, že vyvinuli způsob, jak pomocí laserů rozbít molekuly plastů a dalších materiálů na jejich nejmenší části pro budoucí opětovné použití.
Metoda zahrnuje umístění těchto materiálů na dvourozměrné materiály nazývané dichalkogenidy přechodných kovů a jejich následné ozáření světlem.
Objev má potenciál zlepšit způsob, jakým v současnosti nakládáme s plasty, které se obtížně rozkládají. Zjištění byla zveřejněna v časopise Nature Communications.
„Využitím těchto jedinečných reakcí můžeme prozkoumat nové cesty k přeměně znečišťujících látek v životním prostředí na cenné znovu použitelné chemikálie, a tím podpořit rozvoj udržitelnější a oběhové ekonomiky,“ řekl Yuebing Zheng, profesor na Walkerově katedře strojního inženýrství na Cockrell. School of Engineering na University of Texas v Austinu a jedním z vedoucích projektu. "Tento objev má důležité důsledky pro řešení environmentálních problémů a pokrok v oblasti zelené chemie."
Znečištění plasty se stalo globální krizí životního prostředí, na skládkách a v oceánech se každoročně hromadí miliony tun plastového odpadu. Tradiční způsoby degradace plastů jsou často energeticky náročné, škodlivé pro životní prostředí a neúčinné. Vědci předpokládají, že tento nový objev využijí k vývoji účinných technologií recyklace plastů ke snížení znečištění.
Vědci použili světlo s nízkou spotřebou, aby rozbili chemické vazby plastu a vytvořili nové, čímž přeměnili materiál na uhlíkové tečky vyzařující světlo. Tyto uhlíkové body jsou velmi žádané kvůli všestrannosti nanomateriálů na bázi uhlíku a mohly by být potenciálně použity jako paměťová zařízení v počítačových zařízeních nové generace.
"Je vzrušující přeměnit plasty, které se nikdy nerozloží, na materiály, které jsou užitečné pro mnoho různých průmyslových odvětví," řekl Jingang Li, postdoktorand na UC Berkeley, který zahájil tento výzkum na UT Austin.
Specifická reakce, o které hovořil, se nazývá „aktivace CH“, kde jsou vazby uhlík-vodík v organických molekulách selektivně rozbity a přeměněny na nové chemické vazby. V této studii 2D materiál katalyzoval reakci a přeměnil molekuly vodíku na plyn, což umožnilo molekulám uhlíku, aby se navzájem vázaly a vytvořily uhlíkové tečky, které uchovávají informace.
K optimalizaci tohoto světlem řízeného procesu aktivace CH a jeho rozšíření pro průmyslové aplikace je zapotřebí dalšího výzkumu a vývoje. Tento výzkum však představuje důležitý pokrok v hledání udržitelných řešení pro nakládání s plastovým odpadem.
Světlem řízený proces aktivace CH demonstrovaný v této studii lze aplikovat na mnoho organických sloučenin s dlouhým řetězcem, včetně polyethylenu a povrchově aktivních látek, které se běžně používají v nanomateriálových systémech.
Další spoluautoři jsou z University of Texas v Austinu, Tohoku University v Japonsku, University of California, Berkeley, Lawrence Berkeley National Laboratory, Baylor University a Pennsylvania State University.
Práce byla podpořena granty od National Institutes of Health, National Science Foundation, Japan Society for Promotion of Science, Hirose Foundation a National Natural Science Foundation of China.
