آنها امروز اعلام کردند که محققان راهی برای استفاده از لیزر برای انفجار مولکول های پلاستیک و سایر مواد به کوچکترین قطعات آنها برای استفاده مجدد در آینده ایجاد کرده اند.
این روش شامل قرار دادن این مواد بر روی مواد دو بعدی به نام دیکالکوژنیدهای فلزات واسطه و سپس تابش نور به آنها است.
این کشف این پتانسیل را دارد که روشی را که در حال حاضر با پلاستیک هایی که تجزیه آن ها دشوار است، بهبود بخشد. این یافته ها در مجله Nature Communications منتشر شده است.
یوبینگ ژنگ، پروفسور دپارتمان مهندسی مکانیک واکر در کوکرل گفت: «با بهرهبرداری از این واکنشهای منحصربهفرد، ما میتوانیم مسیرهای جدیدی را برای تبدیل آلایندههای زیستمحیطی به مواد شیمیایی قابل استفاده مجدد با ارزش کشف کنیم و در نتیجه توسعه اقتصادی پایدارتر و دایرهای را پیش ببریم.» دانشکده مهندسی در دانشگاه تگزاس در آستین و یکی از رهبران پروژه. این کشف پیامدهای مهمی برای مقابله با چالش های زیست محیطی و پیشبرد حوزه شیمی سبز دارد.
آلودگی پلاستیک به یک بحران زیست محیطی جهانی تبدیل شده است و سالانه میلیون ها تن زباله پلاستیکی در محل های دفن زباله و اقیانوس ها انباشته می شود. روش های سنتی تخریب پلاستیک اغلب انرژی بر، برای محیط زیست مضر و بی اثر هستند. محققان تصور می کنند از این کشف جدید برای توسعه فناوری های بازیافت پلاستیک کارآمد برای کاهش آلودگی استفاده کنند.
محققان از نور کم مصرف برای شکستن پیوندهای شیمیایی پلاستیک و ایجاد پیوندهای جدید استفاده کردند و این ماده را به نقاط کربن ساطع کننده نور تبدیل کردند. این نقاط کربنی به دلیل تطبیق پذیری نانومواد مبتنی بر کربن، تقاضای بالایی دارند و به طور بالقوه می توانند به عنوان دستگاه های حافظه در دستگاه های رایانه ای نسل بعدی استفاده شوند.
جینگانگ لی، دانشجوی فوق دکترا در دانشگاه کالیفرنیا برکلی که این تحقیق را در UT Austin آغاز کرد، گفت: «تبدیل پلاستیکهایی که هرگز تجزیه نمیشوند به موادی که برای بسیاری از صنایع مختلف مفید هستند، هیجانانگیز است.
واکنش خاصی که وی به آن اشاره کرد «فعال سازی CH» نامیده می شود، که در آن پیوندهای کربن-هیدروژن در مولکول های آلی به طور انتخابی شکسته شده و به پیوندهای شیمیایی جدید تبدیل می شوند. در این مطالعه، ماده دوبعدی واکنش را کاتالیز کرد و مولکولهای هیدروژن را به گاز تبدیل کرد که به مولکولهای کربن اجازه میداد تا با یکدیگر پیوند پیدا کنند و نقاط کربنی تشکیل دهند که اطلاعات را ذخیره میکنند.
برای بهینهسازی این فرآیند فعالسازی CH مبتنی بر نور و افزایش مقیاس آن برای کاربردهای صنعتی، تحقیق و توسعه بیشتری مورد نیاز است. با این حال، این تحقیق نشان دهنده یک پیشرفت مهم در جستجوی راه حل های پایدار برای مدیریت زباله های پلاستیکی است.
فرآیند فعالسازی CH مبتنی بر نور نشاندادهشده در این مطالعه میتواند برای بسیاری از ترکیبات آلی با زنجیره بلند، از جمله پلی اتیلن و سورفکتانتها که معمولاً در سیستمهای نانومواد استفاده میشوند، اعمال شود.
سایر نویسندگان از دانشگاه تگزاس در آستین، دانشگاه توهوکو در ژاپن، دانشگاه کالیفرنیا، برکلی، آزمایشگاه ملی لارنس برکلی، دانشگاه بیلور، و دانشگاه ایالتی پنسیلوانیا هستند.
این کار با کمک های مالی از مؤسسه ملی بهداشت، بنیاد ملی علوم، انجمن ژاپن برای ترویج علم، بنیاد هیروس و بنیاد ملی علوم طبیعی چین حمایت شد.
