Teadlased on välja töötanud viisi, kuidas kasutada lasereid plastide ja muude materjalide molekulide lõhkamiseks nende väikseimateks osadeks tulevaseks taaskasutamiseks, teatasid nad täna.
Meetod hõlmab nende materjalide asetamist kahemõõtmelistele materjalidele, mida nimetatakse siirdemetallide dikalkogeniidideks, ja seejärel kiiritamist valgusega.
Avastus võib parandada seda, kuidas me praegu tegeleme raskesti lagunevate plastidega. Tulemused on avaldatud ajakirjas Nature Communications.
"Neid ainulaadseid reaktsioone kasutades saame uurida uusi viise keskkonnasaasteainete muutmiseks väärtuslikeks korduvkasutatavateks kemikaalideks, aidates seeläbi kaasa säästvama ja ringmajanduse arengule," ütles Cockrelli Walkeri masinaehituse osakonna professor Yuebing Zheng. Austini Texase ülikooli tehnikakool ja üks projekti juhtidest. "Sellel avastusel on oluline mõju keskkonnaprobleemide lahendamisele ja rohelise keemia valdkonna edendamisele."
Plastireostusest on saanud ülemaailmne keskkonnakriis – igal aastal koguneb prügilatesse ja ookeanidesse miljoneid tonne plastijäätmeid. Traditsioonilised plastide lagundamise meetodid on sageli energiamahukad, keskkonnale kahjulikud ja ebatõhusad. Teadlased kavatsevad seda uut avastust kasutada tõhusate plastide ringlussevõtu tehnoloogiate väljatöötamiseks saaste vähendamiseks.
Teadlased kasutasid väikese võimsusega valgust plasti keemiliste sidemete purustamiseks ja uute loomiseks, muutes materjali valgust kiirgavateks süsinikutäppideks. Nende süsinikupunktide järele on süsinikupõhiste nanomaterjalide mitmekülgsuse tõttu suur nõudlus ja neid võiks potentsiaalselt kasutada mäluseadmetena järgmise põlvkonna arvutiseadmetes.
"On põnev muuta plastid, mis kunagi ei lagune, materjalideks, mis on kasulikud paljudes erinevates tööstusharudes, " ütles Jingang Li, UC Berkeley järeldoktor, kes alustas seda uurimistööd TÜ Austinis.
Spetsiifilist reaktsiooni, millele ta viitas, nimetatakse "CH aktiveerimiseks", kus orgaanilistes molekulides olevad süsinik-vesiniksidemed lõhutakse selektiivselt ja muudetakse uuteks keemilisteks sidemeteks. Selles uuringus katalüüsis 2D materjal reaktsiooni, muutes vesiniku molekulid gaasiks, mis võimaldas süsiniku molekulidel üksteisega siduda, moodustades süsinikupunkte, mis salvestavad teavet.
Selle valgusjõulise CH aktiveerimisprotsessi optimeerimiseks ja tööstuslikeks rakendusteks laiendamiseks on vaja täiendavat uurimis- ja arendustegevust. See uurimus kujutab endast aga olulist edasiminekut plastijäätmete käitlemiseks jätkusuutlike lahenduste otsimisel.
Selles uuringus näidatud valguse juhitavat CH aktiveerimisprotsessi saab rakendada paljude pika ahelaga orgaaniliste ühendite, sealhulgas polüetüleeni ja pindaktiivsete ainete puhul, mida tavaliselt kasutatakse nanomaterjalide süsteemides.
Teised kaasautorid on Austini Texase ülikoolist, Jaapani Tohoku ülikoolist, Berkeley California ülikoolist, Lawrence Berkeley riiklikust laborist, Baylori ülikoolist ja Pennsylvania osariigi ülikoolist.
Tööd toetasid riiklike terviseinstituutide, riikliku teadusfondi, Jaapani teaduse edendamise ühingu, Hirose fondi ja Hiina riikliku loodusteaduste fondi stipendiumid.
