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

От древних вулканов до минеральных кладов: исследуй Карелию
От древних вулканов до минеральных кладов: исследуй Карелию

Участники научно-популярного маршрута смогут у...

Будущее без PFAS — будущее без вредной химии
Будущее без PFAS — будущее без вредной химии

PFAS — это группа химических в...

Лед тает, время идет: как ученые спасают Арктику
Лед тает, время идет: как ученые спасают Арктику

Арктические льды тают все быстрее, и ...

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 ...

Поиск на сайте

Знатоки клуба инноваций


ТОП - Новости мира, инновации

Невидимые враги: как ароматизаторы превращают ваш дом в угрозу для здоровья
Невидимые враги: как ароматизаторы превращают ваш дом в угрозу для здоровья
Легкие и прочные: как Al-Sc сплавы покоряют промышленность
Легкие и прочные: как Al-Sc сплавы покоряют промышленность
Cell Reports: Голодание приносит пользу взрослым, но создает риск для подростков
Cell Reports: Голодание приносит пользу взрослым, но создает риск для подростков
69 ученых, которые меняют мир: история успеха из Нижнего Новгорода
69 ученых, которые меняют мир: история успеха из Нижнего Новгорода
Как взрываются звезды: открытия, которые меняют наше представление о Вселенной
Как взрываются звезды: открытия, которые меняют наше представление о Вселенной
Спасти жизнь за минуты сможет кетамин в борьбе с эпилептическим статусом
Спасти жизнь за минуты сможет кетамин в борьбе с эпилептическим статусом
Как получить инструмент будущих инженеров бесплатно, если ты студент
Как получить инструмент будущих инженеров бесплатно, если ты студент
От шахт до чистой энергии: путь австралийской горнодобывающей промышленности
От шахт до чистой энергии: путь австралийской горнодобывающей промышленности
Больничные раковины и невидимый враг, который в них живет
Больничные раковины и невидимый враг, который в них живет
Цикорий и кобальт: дуэт против рака, бьющий точно в цель
Цикорий и кобальт: дуэт против рака, бьющий точно в цель
Без капитана, но с комфортом: в Нижнем Новгороде строят судно без экипажа
Без капитана, но с комфортом: в Нижнем Новгороде строят судно без экипажа
Лазер, графен, полимер: как создают электронику, которую можно сгибать
Лазер, графен, полимер: как создают электронику, которую можно сгибать
Ученые объединили два прибора в один, чтобы лучше анализировать газы
Ученые объединили два прибора в один, чтобы лучше анализировать газы
Световые качели: физики открыли новый способ управлять светом
Световые качели: физики открыли новый способ управлять светом
Удаленка навсегда: как бизнес адаптируется к новым реалиям
Удаленка навсегда: как бизнес адаптируется к новым реалиям

Новости компаний, релизы

Более 200 нижегородцев посетили научные кинопоказы честь Дня российской науки
Школьников и студентов Хабаровского края приглашают написать всероссийский диктант «Наука во имя Победы»
На Фестивале «Москва — Точка старта» победили проекты из МИФИ
«Десятилетие науки и технологий»: волгоградские ученые получили премии и гранты
Три представительницы Республики Татарстан стали победителями Всероссийского конкурса Знание.Лектор