Пластмасите са основополагащи за съвременния живот и са от съществено значение в области като медицината, технологиите и безопасността на храните, където техните полезни свойства са незаменими. Въпреки това самата трайност, която прави пластмасите ценни, ги прави и проблемни замърсители и трудни за рециклиране. Ключът към решаването на този критичен проблем се крие в разработването на по-лесно рециклируеми пластмаси.

В проучване, публикувано на 7 октомври в списание Chemical Science, изследователи от университета в Осака са открили начин за създаване на здрави, високоефективни полимери - основен компонент на пластмасите - които могат лесно и прецизно да се разграждат на съставните си части и да се рециклират в материали, които са като нови.

Основният компонент на пластмасите са молекули, наречени полимери, които представляват дълги вериги от малки повтарящи се единици, наречени мономери. При сегашното физическо рециклиране полимерите просто се използват повторно, без да се разграждат, и рециклираната пластмаса обикновено е по-лоша от оригиналната. Химическото рециклиране е по-нов метод, при който полимерните вериги се разбиват на мономерни единици и след това се свързват отново. Рециклираната пластмаса е като нова. Въпреки това полимерите, предназначени за химическо рециклиране, обикновено са слаби, защото имат слаби връзки между мономерните единици, така че е лесно да се разкъсат веригите.

Изследователите са разработили начин за създаване на здрави, подлежащи на химическо рециклиране полимери, без да се прави компромис с термичната и химическата устойчивост. Този пробив би могъл да разшири значително възможностите за използване на химически рециклируеми полимери.

„Знаехме, че трябва да направим връзките между мономерите наистина здрави в тежки условия, но лесно разрушими при специфични условия за рециклиране“, казва водещият автор Сатоши Огава. „Бяхме изненадани да открием, че никой не е опитвал да включи насочваща група, която да разкъсва силните връзки само в присъствието на метален катализатор.“

Насочващата група е като ключалка на връзката, която се отваря само при наличието на правилния ключ. Полимерите издържат на високи температури и агресивни химикали, но когато се стигне до рециклиране, никеловият катализатор действа като ключ и насочващата група лесно отваря връзките, освобождавайки мономерите. След това оригиналният полимер може да бъде сглобен отново от мономерите.

Работата на екипа показва, че не е задължително да се прави компромис между производителността и възможността за рециклиране. Техният дизайн може да се използва в много други полимери, за да се направят много видове пластмаси химически рециклируеми, което потенциално може да помогне за изпращането на замърсяването с пластмаса в кофата за боклук на историята.

Снимка: Unsplash

Виж още: Тази ИИ симулация показва как бихте могли да изглеждате в бъдещето със смразяваща точност