Plastika je osnova većeg dela savremenog života — oblasti poput medicine, tehnologije i bezbednosti hrane bile bi neprepoznatljive bez plastike i njenih korisnih svojstava. Međutim, žilavost plastike, koja je često poželjna, takođe je čini opasnim zagađivačem i teškom za recikliranje. Rešenje ovog ozbiljnog i rastućeg problema čini plastiku lakšom za recikliranje.
U studiji objavljenoj u časopisu Hemijska nauka, istraživači sa Univerziteta u Osaki pronašli su način da naprave čvrste polimere visokih performansi, glavne komponente plastike, koji se mogu lako i precizno razložiti na sastavne delove i reciklirati u materijale koji su slični novo.
Glavna komponenta plastike su molekuli zvani polimeri, koji su dugi lanci malih ponavljajućih jedinica koje se nazivaju monomeri. Trenutna fizička reciklaža jednostavno ponovo koristi polimere bez njihovog razlaganja, a reciklirana plastika je obično gora od originala.
Hemijsko recikliranje je noviji metod koji razbija polimerne lance nazad u njihove monomerne jedinice, a zatim ih spaja. Reciklirana plastika je kao nova. Međutim, polimeri dizajnirani za hemijsku reciklažu su obično slabi jer imaju slabe veze između monomernih jedinica tako da je lako razbiti lance.
Istraživači su razvili način da naprave čvrste polimere koji se mogu hemijski reciklirati bez ugrožavanja otpornosti na toplotu i hemikalije. Ovaj proboj bi mogao značajno da proširi upotrebu hemijski recikliranih polimera.
„Znali smo da moramo da učinimo veze između monomera zaista jakim u teškim okruženjima, ali ih je lako prekinuti pod specifičnim uslovima za reciklažu“, kaže glavni autor Satoši Ogava. „Bili smo iznenađeni kada smo otkrili da niko nije pokušao da uključi rediteljsku grupu, koja bi prekinula jake veze samo u prisustvu metalnog katalizatora.
Grupa za usmeravanje je kao brava na linku, otvara vezu samo kada je prisutan desni ključ. Polimeri su izdržali visoke temperature i jake hemikalije, ali kada je u pitanju reciklaža, nikl katalizator je delovao kao ključ, a grupa za režiju je lako otvorila veze, oslobađajući monomere. Originalni polimer bi se zatim mogao ponovo sastaviti iz monomera.
„Ogroman je korak napred da se polimer učini ovako čvrstim koji se može lako i precizno razgraditi i reciklirati u netaknuti materijal u tako malo koraka“, objašnjava stariji autor Mamoru Tobisu. „Ovaj revolucionarni dizajn mogao bi da se koristi za pravljenje polimera visokih performansi koji se mogu reciklirati beskonačno bez gubitka kvaliteta.
Rad tima pokazuje da ne mora postojati kompromis između performansi i mogućnosti recikliranja. Njihov dizajn bi se mogao koristiti u mnogim drugim polimerima da bi se mnoge vrste plastike mogle hemijski reciklirati, što bi potencijalno moglo pomoći da se plastično zagađenje pošalje u kantu za otpatke istorije.
