JACS: Ученые придумали, как превратить пластиковый мусор в химическое сокровище

Одноразовый пластик — одна из главных проблем окружающей среды, но теперь вместо того, чтобы выбрасывать его в мусор, использованные пластиковые пакеты из продуктового магазина можно использовать для проведения реакции, способной детоксифицировать опасные химические вещества.

Команда под руководством исследователей из Института дизайна и открытия химических реакций (WPI-ICReDD) Университета Хоккайдо разработала метод, в котором для запуска радикальных цепных реакций используются обычные пластиковые материалы, а не потенциально взрывоопасные соединения. Такой подход значительно повышает безопасность процесса, а также позволяет повторно использовать такие распространенные пластики, как полиэтилен и поливинилацетат.

Результаты исследования опубликованы в Journal of the American Chemical Society.

Исследователи использовали шаровую мельницу — машину, которая быстро встряхивает стальной шар внутри стальной банки, чтобы смешать твердые химические вещества. Когда шар врезается в пластик, механическая сила разрывает химические связи, образуя радикалы, которые обладают высокореактивными несвязанными электронами. Эти радикалы способствуют самоподдерживающейся цепной реакции, которая способствует дегалогенированию — то есть замене атома галогена на атом водорода — органических галогенидов.

Использование товарных пластмасс в качестве химических реагентов — это совершенно новый взгляд на органический синтез, — говорит доцент Кодзи Кубота.

Я считаю, что этот подход приведет не только к разработке безопасных и высокоэффективных реакций на основе радикалов, но и к новому способу утилизации отходов пластика, которые представляют собой серьезную социальную проблему.

Возможность повторного использования отработанного пластика была продемонстрирована путем добавления пластиковых лоскутков из обычного продуктового пакета в банку шаровой мельницы и успешного проведения реакции. Команда также показала, что их метод может быть применен для обработки высокотоксичных полигалогенированных соединений, которые широко используются в промышленности. Полиэтилен был использован для запуска радикальной реакции, которая удалила несколько атомов галогена из соединения, обычно используемого в качестве антипирена, тем самым снизив его токсичность.

Исследователи ожидают, что этот метод привлечет внимание промышленности благодаря преимуществам в стоимости и безопасности.

Наш новый подход, использующий стабильные, дешевые и распространенные пластиковые материалы в качестве инициаторов радикальных цепных реакций, обладает значительным потенциалом для содействия разработке промышленно привлекательных, безопасных и высокоэффективных химических процессов, — прокомментировал профессор Хаджиме Ито.

25.12.2023