روشی که زباله‌ها را به پلاستیک‌های کارآمد تبدیل می‌کند_آینده
: تبدیل زباله‌های پلاستیکی به مواد باارزش با روش ویرایش مولکولی, : روش quot به‌یافت quot یا آپ‌سایکلینگ نوعی بازیافت است که پسماندها را به مواد با کیفیت بالاتر از ماده اولیه تبدیل می‌کند. این تکنیک می‌تواند راهکاری برای مدیریت نزدیک به ۴۵۰ میلیون تن زباله پلاستیکی باشد که سالانه در جهان تولید شده و تنها ۹ درصد آن‌ها بازیافت می‌شوند.
بخش اعظم این پسماندها یا در لندفیل‌ها سوزانده می‌شود یا وارد اقیانوس‌ها و محیط‌زیست می‌گردد. ویرایش زنجیره‌های پلیمری با دقت مولکولی به گزارش آینده، محققان آزمایشگاه ملی اوک‌ریج (ORNL) روشی نوین را توسعه داده‌اند که با تنظیم مجدد عناصر سازنده پلیمرها، ویژگی‌های پلاستیک را سفارشی‌سازی و سرنوشت زیست‌محیطی آن را تغییر می‌دهد.
بیشتر بخوانید: لبخند دوشن ؛ از الگویی برای لبخند واقعی تا تحقیقاتی که روی سرهای بریده انجام می شد!
واحدهای مولکولی برای تشکیل زنجیره‌های پلیمری به هم متصل شده و از طریق مولکول‌های متقاطع، پلاستیک‌های چندمنظوره و با عملکرد بالا ایجاد می‌کنند. ساختار این زنجیره‌ها میزان استحکام، سفتی و مقاومت در برابر حرارت را تعیین می‌کند. تکنولوژی مشابه کریسپر برای پلیمرها ویرایش مولکولی پایه دو جایزه نوبل شیمی بوده است: عکس‌العمل متاتز در سال ۲۰۰۵ و فناوری ویرایش ژن کریسپر در سال ۲۰۲۰.
جفری فاستر، سرپرست این پژوهش، توضیح می‌دهد: این روش همانند فناوری کریسپر برای ویرایش پلیمرها عمل می‌کند، با تفاوت اینکه به جای رشته‌های ژنتیکی، زنجیره‌های پلیمری را ویرایش می‌کند. محققان پلیمرهای موجود در زباله‌های پلاستیکی را به دقت ویرایش کردند. فاستر می‌افزاید: ما با این فناوری به بخشی از جریان زباله می‌پردازیم که واقعاً بازیافت نمی‌شود.
بیشتر بخوانید: کشف فسیل ۱۰۰ میلیون ساله یک پستاندار تخم‌گذار در استرالیا_آینده
این کار تأثیر قابل‌توجهی بر حفظ جرم و انرژی موادی دارد که در غیر این صورت به لندفیل‌ها می‌روند. فرآیند دو مرحله‌ای به‌یافت شیمیایی انحلال پلیمرهای ضایعه، قدم اول تشکیل مواد افزودنی برای پلیمرسازی است. تیم تحقیق پلی‌بوتادین مصنوعی و آکریلونیتریل بوتادین استایرن (ABS) را در حلال دی‌کلرومتان غوطه‌ور کردند تا عکس‌العمل شیمیایی در دمای ۴۰ درجه سانتی‌گراد و در کمتر از دو ساعت انجام گیرد.
یک کاتالیزور روتنیوم فرآیند پلیمریزاسیون را تسهیل کرد که قبلاً در ساخت پلاستیک‌های مقاوم و تبدیل زیست‌توده به سوخت کاربرد داشته است. پژوهشگران زباله‌های پلاستیکی را با دو فرآیند متوالی به‌یافت کردند: quot پلیمریزاسیون متاتز باز کردن حلقه quot که حلقه‌های کربن را باز کرده و به زنجیره‌های بلند تبدیل می‌کند، و quot متاتز متقاطع quot که زیرواحدهای پلیمری را از یک زنجیره به زنجیره دیگر منتقل می‌کند. اقتصاد اتمی بالا و پایداری زیست‌محیطی بازیافت سنتی نمی‌تواند ارزش پلاستیک‌های دورریخته را حفظ کند چون پلیمرهای تجزیه‌شده ارزش کمتری دارند.
بیشتر بخوانید: «چت‌جی‌پی‌تی» بیماری نادر یک زن را تشخیص داد_آینده
در مقابل، نوآوری محققان اوک‌ریج از عناصر سازنده موجود برای ترکیب جرم و ویژگی‌های مواد اضافه و ارائه کارکرد و ارزش افزوده بهره می‌برد.
فاستر تأکید می‌کند: این فرآیند اقتصاد اتمی بالایی دارد، به این معنی که تقریبا تمام مواد مورد استفاده قابل بازیافت هستند. تیم نشان داد که این فرآیند انرژی کمتری مصرف کرده و انتشار کربن کمتری نسبت به بازیافت سنتی ایجاد می‌کند، در حالی که مواد اضافه را بدون कुربانی کردن کیفیت پلیمر یکپارچه‌سازی می‌کند. چشم‌انداز پژوهش تعمیم این مفهوم به تمام پلیمرهای دارای گروه‌های عملکردی واکنش‌دهنده است.
اگر برای افزودنی‌های دیگر گسترش یابد، می‌توان انواع بیشتری از عناصر سازنده زباله را استخراج کرد و اثرات زیست‌محیطی پلاستیک‌های سخت‌فرآوری را به طور چشمگیری کاهش داد. این روش اقتصاد دایره‌ای را که در آن مواد اضافه به جای دورریختن، کاربری جدید می‌یابند، به یک مقصد واقعی‌تر تبدیل می‌کند. این پژوهش در ژورنال انجمن شیمی آمریکا (JACS) منتشر شده است.