Proizvodnja etilena je jedan od najvažnijih hemijskih procesa koji se danas koriste, sa oko 300 miliona metričkih tona te male hemikalije proizvedene svake godine. Gas etilen se koristi za kreiranje svakodnevnih predmeta kao što su torbe za kupovinu i ambalaža od plastične folije.
Međutim, proizvodnja etilena troši ogromne količine energije; prema nekim procenama, metode koje se koriste za prečišćavanje gasova poput etilena su odgovorne za oko 0,8% ukupne svetske emisije ugljenika. Etilen se mora odvojiti od neželjenih nusproizvoda kroz parni kreking, proces koji razlaže ugljovodonike rafinacijom nafte ili prirodnog gasa.
Tim hemičara UTA na čelu sa Rasikom Diasom, profesorom i predsedavajućim za hemiju i biohemiju na Univerzitetu Teksas u Arlingtonu, pronašao je metod koji bi ove procese mogao učiniti održivijim.
U svojim nedavnim nalazima, objavljenim u časopisu Chemical Science, Dias izveštava o vrsti materijala koji sadrži srebro koji može da apsorbuje etilen u svom čvrstom stanju, dok prolazi kroz značajne promene u svojoj strukturi. Takvi molekuli koji menjaju oblik mogu dovesti do održivih načina za hvatanje, prečišćavanje i oslobađanje gasovitog etilena.
„Moj tim i ja smo naporno radili pokušavajući da pronađemo održivije načine za odvajanje, prečišćavanje i hvatanje etilena pošto je hemikalija toliko komercijalno važna za našu ekonomiju, od petrohemijske industrije do poljoprivrede“, rekao je Dias.
Istraživački tim je uključivao studenta diplomskog studija UTA Devabornini Parasar i naučnika Mukundama Vangu i kolege iz Argonne National Laboratori u Argonneu, Illinois; Univerzitet Stoni Bruk u Stoni Bruku, Njujork; Universidad San Sabastian u Santjagu, Čile; i Nacionalni univerzitet Taras Ševčenko u Kijevu, Ukrajina.
„Veličina i brzina strukturnih promena koje gasoviti etilen pokreće čvrste materije koje sadrže jone srebra su prilično neverovatne i nisu istražene u tako složenim detaljima“, rekao je Dias. „Takođe je izazovno stabilizovati molekule sa etilenom na srebru jer oni stvaraju slabe veze jedni sa drugima. Ovaj rad takođe baca svetlo na našu tehnologiju prečišćavanja etilena na bazi bakra.“
U ovom istraživanju, tim je koristio inovativne, monokristalne rendgenske i rendgenske difrakcijske tehnike na prahu da bi dobio jasno razumevanje procesa „uživo“ u molekularnom obliku, uključujući i uočavanje oblika molekula sa i bez etilena. Rezultati eksperimenta su zatim proučavani korišćenjem detaljnih računskih tehnika, što je dovelo do uvida da se srebro i etilen mogu uspešno stabilizovati u različitim oblicima.
„Naše istraživanje je uzbudljivo jer po prvi put pokazuje živu hemiju vođenu etilenom u čvrstim, kristalnim materijalima“, rekao je Dias. „Iako je naš rad preliminaran, on ima ogromne implikacije na to kako možemo raditi na tome da sirovine za stvaranje plastike budu ekološki prihvatljivije.“
