با استفاده از CO2 و زیست توده، محققان FAMU-FSU مسیری را برای پلاستیک های قابل بازیافت دوستدار محیط

نویسنده: تریشا رادولوویچ | تاریخ انتشار: 10 آوریل 2024 | 12:57 بعد از ظهر | اشتراک گذاری:
زندگی مدرن متکی به پلاستیک است. این محصول سبک وزن و سازگار، سنگ بنای بسته بندی، تجهیزات پزشکی، صنایع هوافضا و خودروسازی و غیره است. اما زباله های پلاستیکی همچنان یک مشکل هستند زیرا در محل های دفن زباله تخریب می شوند و اقیانوس ها را آلوده می کنند.

محققان کالج مهندسی FAMU-FSU یک جایگزین بالقوه برای پلاستیک سنتی مبتنی بر نفت ایجاد کرده اند که از دی اکسید کربن (CO2) و لیگنین ساخته شده است، جزء چوبی که محصول جانبی کم هزینه تولید کاغذ و تولید سوخت زیستی است. تحقیقات آنها در Advanced Functional Materials منتشر شد.

از سمت چپ، دانشیار هویونگ چانگ و محقق فوق دکتری، آریجیت گورای، دو فاز پلیمر تجزیه پذیر خود را در آزمایشگاه شیمی دیتمر در دانشگاه ایالتی فلوریدا نشان می دهند. (اسکات هلشتاین / کالج مهندسی FAMU-FSU)

هویونگ چانگ، دانشیار مهندسی شیمی و بیوپزشکی در کالج می گوید: «مطالعه ما گازهای گلخانه ای مضر CO2 را گرفته و آن را به یک ماده خام مفید برای تولید پلیمرها یا پلاستیک های تجزیه پذیر تبدیل می کند. ما نه تنها انتشار CO2 را کاهش می دهیم، بلکه در حال تولید یک محصول پلیمری پایدار با استفاده از CO2 هستیم.

این مطالعه اولین مطالعه ای است که سنتز مستقیم چیزی را که به عنوان مونومر کربنات حلقوی شناخته می شود - مولکولی ساخته شده از اتم های کربن و اکسیژن که می تواند با مولکول های دیگر مرتبط شود - از CO2 و لیگنین نشان می دهد.

چانگ گفت: «ما می‌توانیم به آسانی پلیمر را از طریق پلیمریزاسیون تجزیه کنیم و محصول تجزیه شده می‌تواند دوباره همان پلیمر را سنتز کند. این کار مقرون به صرفه تر است و از از دست دادن خواص اصلی پلیمرها در طی بازیافت چندگانه جلوگیری می کند. این یک پیشرفت در علم مادی تلقی می شود، زیرا امکان تحقق یک اقتصاد دایره ای واقعی را فراهم می کند.

این پلیمر توسط تیم تحقیقاتی چانگ در فازهای مونومر و پلیمر ساخته شده است. (اسکات هلشتاین / کالج مهندسی FAMU-FSU)

این ماده جدید توسعه یافته می تواند برای محصولات پلاستیکی کم هزینه و عمر کوتاه در بخش هایی مانند ساخت و ساز، کشاورزی، بسته بندی، لوازم آرایشی، منسوجات، پوشک و ظروف یکبار مصرف آشپزخانه استفاده شود. با توسعه بیشتر، چانگ استفاده از آن را در پلیمرهای بسیار تخصصی برای کاربردهای زیست پزشکی و ذخیره انرژی پیش بینی می کند.

دفتر تجاری سازی FSU از تحقیقات چانگ حمایت اساسی کرد. حمایت از یک برنامه بودجه داخلی به کار قبلی با پلیمرهای مبتنی بر لیگنین کمک کرد، و با کمک این دفتر، او پتنت هایی را برای سایر تحقیقات پلیمری دریافت کرد.

این پروژه توسط بودجه فدرال اعطا شده به ایالت فلوریدا از وزارت کشاورزی ایالات متحده، موسسه ملی غذا و کشاورزی و حمایت از دانشکده مهندسی FAMU-FSU حمایت شد. محقق فوق دکتری آریجیت قرایی نویسنده اصلی این مطالعه بود.

با پیوند دادن چندین مونومر به یکدیگر، دانشمندان می‌توانند پلیمرهای مصنوعی، مولکول‌های با زنجیره بلند را ایجاد کنند که می‌توانند برای پر کردن انواع کاربردها طراحی شوند.

مواد تولید شده توسط چانگ و تیم تحقیقاتی او در پایان عمر خود بدون تولید میکروپلاستیک و مواد سمی کاملاً قابل تجزیه است. می توان آن را در فشار و دمای پایین تر سنتز کرد. و پلیمر را می توان بدون از دست دادن خواص اصلی خود بازیافت کرد.

با استفاده از پلیمریزاسیون، محققان می توانند پلیمرها را به مونومرهای خالص تبدیل کنند که بلوک های سازنده پلیمرها هستند. این کلید کیفیت بالای مواد بازیافتی است. مونومرها را می‌توان به‌طور نامحدود بازیافت کرد و پلیمری با کیفیت بالا به خوبی نمونه اصلی تولید کرد، که نسبت به مواد پلیمری که قبلاً توسعه‌یافته و در حال حاضر استفاده می‌شدند، بهبود یافته است که در آن قرار گرفتن مکرر در معرض حرارت ناشی از ذوب کیفیت را کاهش می‌دهد و امکان بازیافت محدود را فراهم می‌کند.

تهیه کننده نائیجی

https://news.fsu.edu/news/science-technology/2024/04/10/using-co2-and-biomass-famu-fsu-researchers-find-path-to-more-environmentally-friendly-recyclable-plastics/