بالابردن بر اساس نور: پلیمرهای متقاطع تولید شده از زیست توده
جامعه امروز بدون پلاستیک، از اقلام ارزان قیمت تولید انبوه گرفته تا مواد تخصصی با فناوری پیشرفته، نمی تواند وجود داشته باشد. اما استفاده از پلاستیک معایب خود را دارد. اینها شامل مصرف سوخت های فسیلی و افزایش مقدار زباله است. ساخت پلاستیک های با عیار بالا از زیست توده که می توانند به اجزای قابل استفاده مجدد تبدیل شوند، می تواند یک استراتژی جدید برای کاهش این معایب باشد. همانطور که توسط محققان در مجله Angewandte Chemie نشان داده شده است، “فرمان تخریب” با استفاده از نور با طول موج خاص ارسال می شود.
زیست توده یک منبع خام پایدار و اغلب ارزان‌قیمت است که در تولید پلاستیک‌های با کارایی بالا محبوبیت پیدا می‌کند. با این حال، پلاستیک های مبتنی بر زیستی همان مشکل بازیافت ناکافی را دارند. پلاستیک ها باید در حین استفاده پایدار بوده و امکان تخریب زودهنگام وجود نداشته باشد. بازیافت در حالت ایده‌آل باید به‌جای چرخه‌زدایی پایین‌تر از چرخه‌سازی مجدد باشد. بلوک های ساختمانی ایجاد شده باید قابل تبدیل به مواد با کیفیت بالا باشند. اینها در حالت ایده آل باید مونومرهایی باشند که می توانند دوباره پلیمریزه شوند تا پلیمرهایی با کارایی بالا مشابه بسازند.
پلاستیک بر پایه وانیلین
گرافیکی که نحوه عملکرد فرآیند را نشان می دهد. اعتبار:healthline
برای رویارویی با این چالش، یک تیم بین‌رشته‌ای از محققان ایالات متحده – جایرامان سیواگورو در مرکز علوم فتوشیمیایی، دانشگاه ایالتی بولینگ گرین در بولینگ گرین، اوهایو، و موکوند پی سیبی و دین سی. وبستر در دانشگاه ایالتی داکوتای شمالی در Fargo- پلاستیک‌های زیستی را انتخاب کرده‌اند که می‌توانند با تابش نور باعث تخریب آنها شوند. آنها توانستند پلیمرهای شبکه‌ای ایجاد کنند که حاوی بلوک‌های ساختمانی در ستون فقرات آنها بر پایه وانیلین است. وانیلین را می توان از موادی مانند لیگنین که محصول جانبی تولید سلولز است تولید کرد.
مشتق وانیلین که توسط تیم توسعه یافته است، نور را در طول موج 300 نانومتر جذب می کند و وارد حالت برانگیخته می شود. این منجر به یک واکنش شیمیایی می شود که باعث تخریب پلیمر می شود. از آنجایی که این طول موج در طیف نور خورشیدی که به زمین می رسد وجود ندارد، از تخریب برنامه ریزی نشده جلوگیری می شود. محققان توانستند 60 درصد از مونومرها را بازیابی کنند که می‌توانستند دوباره بدون افت کیفیت پلیمریزه شوند.
پلیمرهای متقاطع قابل تجزیه، بازیافت و تجدیدپذیر ساخته شده از منابع زیست توده یک رویکرد بسیار امیدوارکننده برای تولید پلاستیک های پایدارتر است. تخریب ناشی از نور سازگار با محیط زیست است و مزیت کنترل مکانی و زمانی را ارائه می دهد.
این مطالعه توسط بنیاد ملی علوم تامین شد.