CO2 плюс биомасса: найден путь к экологическому пластику, который полностью перерабатывается
Современная жизнь во многом опирается на пластик. Этот легкий, адаптируемый продукт является краеугольным камнем различной упаковки, медицинского оборудования, аэрокосмической, автомобильной промышленности и многого другого. Но пластиковые отходы остаются проблемой, поскольку они крайне долго разлагаются на свалках, и загрязняют окружающую среду.
Исследователи инженерного колледжа FAMU-FSU (Флорида) создали потенциальную альтернативу традиционному пластику на основе нефти, который изготавливается из углекислого газа (CO2) и лигнина, компонента древесины, который является дешевым побочным продуктом производства бумаги и биотоплива. Их исследование было опубликовано в журнале Advanced Functional Materials.
«В нашем исследовании вредный парниковый газ CO2 превращается в полезное сырье для производства разлагаемых полимеров и пластмасс», — сказал Хойонг Чунг, доцент кафедры химической и биомедицинской инженерии в колледже. «Мы не только сокращаем выбросы CO2, но и производим экологичный полимерный продукт, используя углекислый газ».
Это исследование является первым, которое продемонстрировало прямой синтез так называемого циклического карбонатного мономера — молекулы, состоящей из атомов углерода и кислорода, которые могут быть связаны с другими молекулами — состоящими из CO2 и лигнина. Соединяя несколько мономеров вместе, ученые могут создавать синтетические полимеры – длинноцепочечные молекулы, которые могут быть разработаны для самых разных применений.
Материал, разработанный Чунгом и его исследовательской группой, полностью разлагается в конце срока службы, не образуя при этом микропластика и токсичных веществ. Его можно синтезировать при более низких давлениях и температурах. А полимер можно перерабатывать, не теряя своих первоначальных свойств. Используя деполимеризацию, исследователи могут превращать полимеры в чистые мономеры, которые являются строительными блоками полимеров. Это залог высокого качества перерабатываемого материала.
Мономеры можно перерабатывать неограниченное количество раз и производить высококачественный полимер, не уступающий оригиналу, что является существенным улучшением по сравнению с ранее разработанными и используемыми в настоящее время полимерными материалами, в которых многократное тепловое воздействие, в результате плавления, снижает качество, и допускает ограниченную переработку.
По материалам https://www.sciencedaily.com/