Savremeni život se oslanja na plastiku. Ovaj lagani, prilagodljivi proizvod je kamen temeljac za pakovanje, medicinsku opremu, vazduhoplovnu i automobilsku industriju i još mnogo toga. Ali plastični otpad ostaje problem jer se razgrađuje na deponijama i zagađuje okeane.
Istraživači FAMU-FSU College of Engineering su stvorili potencijalnu alternativu tradicionalnoj plastici na bazi nafte koja je napravljena od ugljen-dioksida (CO₂) i lignina, komponente drveta koja je jeftin nusproizvod proizvodnje papira i proizvodnje biogoriva. Njihovo istraživanje je objavljeno u Advanced Functional Materials.
„Naša studija uzima štetni gas staklene bašte CO₂ i pretvara ga u korisnu sirovinu za proizvodnju razgradivih polimera ili plastike“, rekao je Hoiong Chung, vanredni profesor hemijskog i biomedicinskog inženjerstva na koledžu. „Ne samo da smanjujemo emisije CO₂, već proizvodimo održivi polimerni proizvod koristeći CO₂.“
Ova studija je prva koja demonstrira direktnu sintezu onoga što je poznato kao ciklični karbonatni monomer – molekula napravljenog od atoma ugljenika i kiseonika koji se mogu povezati sa drugim molekulima – napravljenih od CO₂ i lignina.
Povezujući više monomera zajedno, naučnici mogu da stvore sintetičke polimere, molekule dugog lanca koji mogu biti dizajnirani da ispunjavaju sve vrste aplikacija.
Materijal koji su razvili Chung i njegov istraživački tim je potpuno razgradiv na kraju svog životnog veka bez stvaranja mikroplastike i toksičnih supstanci. Može se sintetizovati na nižim pritiscima i temperaturama. A polimer se može reciklirati bez gubitka svojih originalnih svojstava.
Koristeći depolimerizaciju, istraživači mogu da pretvore polimere u čiste monomere, koji su građevinski blokovi polimera. Ovo je ključ visokog kvaliteta recikliranog materijala. Monomeri se mogu reciklirati neograničeno i proizvesti visokokvalitetni polimer dobar kao i original, što je poboljšanje u odnosu na prethodno razvijene i trenutno korišćene polimerne materijale u kojima ponovljeno izlaganje toploti usled topljenja smanjuje kvalitet i omogućava ograničeno recikliranje.
„Možemo lako da razgradimo polimer depolimerizacijom, a degradirani proizvod može ponovo sintetizovati isti polimer“, rekao je Chung. „Ovo je isplativije i sprečava gubitak originalnih svojstava polimera tokom višestruke reciklaže. Ovo se smatra otkrićem u nauci o materijalima, jer omogućava realizaciju istinske cirkularne ekonomije.“
Novorazvijeni materijal mogao bi da se koristi za jeftine plastične proizvode sa kratkim vekom trajanja u sektorima kao što su građevinarstvo, poljoprivreda, pakovanje, kozmetika, tekstil, pelene i kuhinjsko posuđe za jednokratnu upotrebu. Sa daljim razvojem, Chung predviđa njegovu upotrebu u visoko specijalizovanim polimerima za biomedicinske i aplikacije za skladištenje energije.
Postdoktorski istraživač Arijit Ghorai bio je glavni autor studije.
