تا حالا به این فکر کردی پلاستیکهایی که توی خرید معمولی یا توی بستهبندیها استفاده میکنیم، آخرش چی میشن؟ واقعاً اعصابخوردکنه که حجم زیادی از این پلاستیکها جای خاصی ندارن و فقط دارن زمینو آلوده میکنن. ولی خبر خوب اینکه یه تیم باحال از دانشگاه دلاور آمریکا یه کاتالیست جدید ساختن که میتونه پلاستیکهای زائد رو سریعتر و بهتر از روشهای قدیمی تبدیل به سوخت مایع کنه!
حالا اصلاً کاتالیست یعنی چی؟ کاتالیست یا همون کاتالیزور، مواد عجیب و جالبی هستن که باعث میشن یه واکنش شیمیایی خیلی سریعتر و راحتتر اتفاق بیفته، بدون اینکه خودشون مصرف بشن.
ایده کلیدی این تیم این بوده که به جای اینکه بذاریم پلاستیکها کوه بشن و بمونن، بیایم با یه فرآیند به اسم “آپسایکلینگ” که یعنی بازیافت پیشرفته (و نه فقط بازیافت ساده)، این زبالهها رو به سوخت مایع و مواد شیمیایی مفید تبدیل کنیم. اینجوری هم آلودگی کمتر میشه و هم سوخت و مواد جدید درست میکنیم.
یکی از روشهایی که روش کار کردن، اسمش هست هیدروژنالیز (Hydrogenolysis). یه توضیح سادهش اینه: با استفاده از گاز هیدروژن و یه کاتالیست ویژه، پلیمرهای پلاستیکی رو میشکونن و تبدیل به سوخت مایع میکنن. پلیمر یعنی زنجیرههای بلند مولکولی که ساختار اصلی پلاستیکها رو تشکیل میده. ولی چالش اصلی اینه که کاتالیستهای معمولی نمیتونن این مولکولهای بزرگ و در هم تنیده رو به خوبی بشکنن.
اینجاست که یه ماده خاص به اسم MXene (مکسین، یه نوع نانوماده) وارد میشه! MXene خودش ساختار لایهلایه داره، مثل اینکه یه کتاب رو ورق بزنی. ولی وقتی این لایهها خیلی فشرده باشن، پلاستیک مذاب نمیتونه راحت بینش حرکت کنه و به کاتالیست بچسبه.
حالا تیم تحقیقاتی این مشکل رو با اضافه کردن ستونهای سیلیکا (Silica pillars) بین لایههای مکسین حل کردن. این کار باعث میشه فضا باز بشه – به همین میگن Mesoporous MXene یا مکسینهای مزوپور که یعنی لایههاشون حسابی سوراخسوراخ و بازه. نتیجهاش چی میشه؟ پلاستیک راحتتر جریان پیدا میکنه و برخورد بیشتری با کاتالیست داره.
بعد اومدن روی این مکسینها، فلز روتنیوم (Ruthenium) ریختن؛ این یه فلز کمیابه که واسه ریاکشنهای شیمیایی حرفهای استفاده میشه. بعدش این ترکیب رو با پلیاتیلن کمچگال (LDPE) آزمایش کردن. LDPE همون پلاستیکیه که خیلی وقتها توی کیسههای خرید یا روکش بستهبندیها میبینیم.
چی شد؟ توی یه راکتور تحت فشار که همه چیز رو خوب هم زدن و گرم کردن، دیدن سرعت تبدیل پلاستیک به سوخت تقریباً دوبرابر روشهای قبلیه! از اون جالبتر اینکه مقدار مواد جانبی مثل متان (Methane) خیلی کمتر تولید شد. این یعنی سوخت تولیدی کیفیت بهتری داره و آلودگی کمتری ایجاد میشه.
خانم پروفسور دنگشیا لیو (Dongxia Liu) که سرپرست پروژه است، میگه: “یه مادی ساختیم که هم سرعت واکنش رو زیاد میکنه هم کیفیت محصول رو بالا برده. این نشون میده که کاتالیستهای نانوساختار میتونن خیلی به بازیافت پیشرفته پلاستیک کمک کنن.”
تیم قصد داره روند ساخت این کاتالیست رو بهتر کنه و حتی یه مجموعه کامل از کاتالیستهای بر پایه مکسین برای انواع مختلف پلاستیک بسازه. برنامهشون اینه که با شرکتها همکاری کنن تا زبالههای پلاستیکی رو به یه منبع ارزشمند تبدیل کنن و سوخت و مواد شیمیایی تولید کنن که هم به محیط زیست کمک کنه و هم باعث رشد اقتصاد محل بشه.
اگه اهل دنبالکردن مجلات علمی هستی، نتایج این پژوهش توی مجله Chem Catalysis منتشر شده؛ یعنی کلی دانشمند دیگه هم روش نظارت داشتهن و تاییدش کردن.
در کل، این پروژه امید میده که بالاخره بتونیم زبالههای پلاستیکی رو به چیزی واقعاً سودمند و کمآسیب برای طبیعت تبدیل کنیم. حالا یه قدم به آیندهای که توش از شر پلاستیک خلاص میشیم، نزدیکتر شدیم!
منبع: +
