В ORNL разработан метод редактирования полимеров для переработки пластиков

Ошеломляющее количество пластиковых отходов, образующихся во всем мире, — около 450 миллионов тонн ежегодно — уже давно представляет собой экологический кризис.

Только 9% этих пластиковых отходов перерабатывается, а большинство попадает на свалки, в мусоросжигательные печи или загрязняет океаны.

Новаторская разработка Национальной лаборатории Оук-Ридж Министерства энергетики США (ORNL) дает новую надежду на решение этой проблемы: метод молекулярного редактирования для переработки пластиковых отходов в более ценные материалы.

Переработка пластиковых отходов

В отличие от традиционных методов переработки, которые со временем ухудшают качество пластика, подход ORNL сохраняет и улучшает свойства исходного материала.

Редактируя полимеры в отбракованных пластиках, ученые могут создавать новые макромолекулы с индивидуальными свойствами.

Этот процесс может изменить подход к утилизации пластиковых отходов, раскрывая потенциал для повторного использования и повторного применения материалов более устойчивыми и экономически выгодными способами.

Наука в основе редактирования полимеров

Полимеры — это длинные цепочки молекул, которые образуют строительные блоки пластмасс. Исследователи ORNL используют передовые химические методы для разрыва и реформирования связей внутри этих цепочек, перестраивая молекулярные субъединицы для создания новых материалов.

В основе этого метода лежат два процесса:

  • Метатезисная полимеризация с раскрытием колец. Этот процесс раскрывает углеродные кольца в полимерах и растягивает их в длинные цепи.
  • Перекрестный метатезис. Этот метод позволяет менять субъединицы между полимерными цепями, что дает возможность создавать новые гибридные материалы.

Используя эти методы, ученые могут создавать пластики с повышенной прочностью, гибкостью и термостойкостью — свойствами, подходящими для конкретных областей применения.

Области применения переработанного пластика

Универсальность этой технологии демонстрирует использование таких распространенных отходов, как полибутадиен (из него изготавливают резиновые шины) и акрилонитрил-бутадиен-стирол (АБС) — прочный пластик, используемый в игрушках, электронике и бытовых предметах.

Эти материалы, которые традиционно имеют низкий уровень переработки, перерабатываются в высокоэффективные добавки или совершенно новые продукты.

Процесс начинается с растворения отработанных полимеров в растворителе и введения рутениевого катализатора для облегчения химических реакций.

Этот инновационный подход обеспечивает высокую степень извлечения материала и минимальное потребление энергии, что делает его устойчивой альтернативой традиционной переработке.

Преимущества молекулярного редактирования

Сохраняя массу и энергию отработанных материалов, эта технология снижает потребление первичных ресурсов и минимизирует углеродный след от производства пластика.

В отличие от традиционной переработки, которая часто снижает качество материала, молекулярное редактирование сохраняет и повышает функциональную ценность полимеров.

Способность создавать высокоценные продукты из отходов открывает новые возможности для отраслей, зависящих от пластмасс. От более мягких и гибких пластмасс до прочных термореактивных материалов, таких как эпоксидные смолы и полиуретан, — потенциал применения огромен.

Этот прорыв соответствует принципам циркулярной экономики, когда отходы перерабатываются в ценные ресурсы, а не выбрасываются.

Используя свойства, присущие отходам пластмасс, этот подход представляет собой значительный шаг к устойчивому производству и управлению отходами.

Проблемы и будущие направления

Несмотря на перспективность технологии, ее масштабирование для промышленного использования остается сложной задачей. Исследователи намерены распространить этот процесс на более широкий спектр полимеров и оптимизировать растворители для повышения экологической устойчивости.

Будущие усилия также будут направлены на создание усовершенствованных термореактивных материалов, которые традиционно трудно перерабатывать из-за их сшитой молекулярной структуры.

Потенциал молекулярного редактирования для революции в области утилизации пластиковых отходов невозможно переоценить.

Превращая выброшенные материалы в ценные ресурсы, инновации ORNL открывают путь к значительному сокращению загрязнения окружающей среды пластиком и внедрению устойчивых практик в различных отраслях промышленности.

По мере развития этой технологии она приближает нас к созданию циркулярной экономики, в которой отходы больше не являются бременем для окружающей среды, а служат источником инноваций и возможностей.

Переработка пластиковых отходов — это не только научный прорыв, но и важнейший шаг на пути к более устойчивому будущему нашей планеты.

Ранее ученые сообщили о том, как микробы помогают получать пластик из отходов.

24.01.2025


Подписаться в Telegram



Экология

Ледяной щит Гренландии разваливается: что это значит для планеты
Ледяной щит Гренландии разваливается: что это значит для планеты

Гренландский ледяной щит, второй по велич...

К 2100 году уровень моря может подняться более чем на 1,9 метра
К 2100 году уровень моря может подняться более чем на 1,9 метра

По мере усиления глобального климатического кр...

Великобритания запускает схему возврата депозитов за пластиковую тару
Великобритания запускает схему возврата депозитов за пластиковую тару

Правительство Великобритании пообещало покончи...

В СПбГУ создали эффективный метод очистки биодизеля от глицерина
В СПбГУ создали эффективный метод очистки биодизеля от глицерина

Ученые из Санкт-Петербургского университе...

Для спасения среды от пластика предложили принцип «пятерной спирали»
Для спасения среды от пластика предложили принцип «пятерной спирали»

Загрязнение микропластиком разнообразно по&nbs...

Weed Science: Внедрение мельниц поможет эффективнее бороться с сорняками
Weed Science: Внедрение мельниц поможет эффективнее бороться с сорняками

Недавние исследования показывают перспективнос...

В Корее предложили новый метод исследования нейротоксичности из-за ПФОС
В Корее предложили новый метод исследования нейротоксичности из-за ПФОС

Термин омика означает изучение всей совокупнос...

В СПбГУ создали фотокатализатор для очистки воды от органики
В СПбГУ создали фотокатализатор для очистки воды от органики

Ученые из Санкт-Петербурга создали новое ...

Nature Climate Change: Арктические торосы под угрозой исчезновения
Nature Climate Change: Арктические торосы под угрозой исчезновения

В Арктике старые многолетние льды все бол...

Электронные отходы: новая золотая жила или экологическая бомба?
Электронные отходы: новая золотая жила или экологическая бомба?

Постоянно растущие объемы электронных отходов ...

6 инноваций, меняющих подход к изучению океанов
6 инноваций, меняющих подход к изучению океанов

Волна инновационных океанографических технолог...

Поиск на сайте

Знатоки клуба инноваций


ТОП - Новости мира, инновации

Платиновая корона и танец молекул: как газы меняют структуру материала
Платиновая корона и танец молекул: как газы меняют структуру материала
PRSBBS: Почему макаки чешутся перед плохими решениями
PRSBBS: Почему макаки чешутся перед плохими решениями
13 миллиардов лет назад: как темная материя управляла галактиками
13 миллиардов лет назад: как темная материя управляла галактиками
Луна, птицы и бактерии: как наука стала главным героем дня в Казани
Луна, птицы и бактерии: как наука стала главным героем дня в Казани
День науки в КАИ: двигатели, стартапы и квантовые технологии
День науки в КАИ: двигатели, стартапы и квантовые технологии
Ферменты против похмелья: как новый сенсор изменит медицину и не только
Ферменты против похмелья: как новый сенсор изменит медицину и не только
Сок под микроскопом: ученые научились ловить опасный гербицид за 20 минут
Сок под микроскопом: ученые научились ловить опасный гербицид за 20 минут
Молодые ученые против COVID-19 и хронических ран: как открытия изменят медицину
Молодые ученые против COVID-19 и хронических ран: как открытия изменят медицину
Питомниковый кашель больше не проблема: появились быстрые тесты для собак
Питомниковый кашель больше не проблема: появились быстрые тесты для собак
10 секунд до чистоты: история устройства, которое изменило дезинфекцию
10 секунд до чистоты: история устройства, которое изменило дезинфекцию
CARMA II — автономный робот, который делает ядерные объекты безопаснее
CARMA II — автономный робот, который делает ядерные объекты безопаснее
Сорняк-разрушитель или лекарство будущего: ученые открыли секрет рейнутрии
Сорняк-разрушитель или лекарство будущего: ученые открыли секрет рейнутрии
Энергия будущего: низкотемпературная плазма и ее невероятные возможности
Энергия будущего: низкотемпературная плазма и ее невероятные возможности
От идеи до Росатома: история успеха проекта RSP
От идеи до Росатома: история успеха проекта RSP
От лаборатории к реальности: как кристаллы времени заряжают мир
От лаборатории к реальности: как кристаллы времени заряжают мир

Новости компаний, релизы

Школьников и студентов Хабаровского края приглашают написать всероссийский диктант «Наука во имя Победы»
Три представительницы Республики Татарстан стали победителями Всероссийского конкурса Знание.Лектор
Калужан приглашают к участию в XIII сезоне Международного инженерного чемпионата CASE-IN
В Калуге обсудили меры поддержки молодых учёных региона
Молодых и заслуженных ученых наградили в Хабаровске