شیمی ساده می تواند پلی استایرن را به محصولات با ارزش تر بازیافت کند

اشعه ماوراء بنفش به همراه کلرید آلومینیوم به عنوان کاتالیزور می تواند پلی استایرن را تجزیه کند و به یک ماده شیمیایی مورد استفاده در عطر و دارو تبدیل شود.

توسط لوک تیلور

محققان راهی برای بازیافت زباله های پلاستیکی به محصولات با ارزش تر پیدا کرده اند که به گفته آنها می تواند به مقابله با تجمع فزاینده زباله های غیرقابل تجزیه که شهرهای ما را آلوده می کند و زندگی در اقیانوس های ما را تهدید می کند، کمک کند.

گولیانگ لیو از ویرجینیا تک و همکارانش راهی برای شکستن پلی استایرن و تبدیل آن به ماده شیمیایی بسیار ارزشمندتری ابداع کردند. محققان می گویند این فرآیند از نظر انرژی کارآمد است و با پلاستیک های دیگر سازگار است.

لیو می گوید در حال حاضر کمتر از 10 درصد پلی استایرن جهان بازیافت می شود و بسیاری از کشورها به دلیل نبود انگیزه اقتصادی اصلاً آن را بازیافت نمی کنند. حمل و نقل ضایعات پلی استایرن و خرد کردن آن گران است و بازیافت آن فقط پلی استایرن بیشتری تولید می کند که بی ارزش است.

بسته بندی محافظ دور ریخته شده و ظروف غذای آماده پلی استایرن به طور طبیعی تجزیه نمی شوند. آنها اغلب از طریق رودخانه ها به دریا راه می یابند یا گاهی می سوزند و مواد شیمیایی سمی آزاد می کنند.

لیو و همکارانش از نور فرابنفش به عنوان منبع انرژی و از کلرید آلومینیوم به عنوان کاتالیزور برای تجزیه ساختار شیمیایی پلی استایرن استفاده کردند. سپس از همان کاتالیزور استفاده کردند و دی کلرومتان، مایع شفافی که معمولاً به عنوان حلال استفاده می شود، برای تولید دی فنیل متان اضافه کردند.

دی فنیل متان یک ماده شیمیایی است که معمولاً در عطرها و داروها استفاده می شود. ارزش آن ده برابر بیشتر از خود پلی استایرن است، بنابراین این تبدیل انگیزه اقتصادی برای کاهش ضایعات پلی استایرن ایجاد می کند.

این واکنش در دمای محیط و فشار اتمسفر انجام می شود، بنابراین به انرژی کمتری نسبت به روش های فعلی بازیافت یا بازیافت پلی استایرن نیاز دارد. بر اساس تجزیه و تحلیل اقتصادی تیم، این فرآیند آسان است و می تواند در مقیاس سودآور باشد.

لیو می گوید: «جالب ترین چیز شیمی استاندارد است. ما از شرایط واقعاً سختگیرانه، کاتالیزورهای گران قیمت یا واکنش‌های فانتزی استفاده نمی‌کنیم. همه موادی که برای این فرآیند استفاده می‌کنیم، به راحتی در دسترس هستند.»

تیم لیو در حال توسعه کاتالوگی از سایر مواد شیمیایی ارزشمند است که می توان با تغییر واکنش شیمیایی مورد استفاده در مرحله نهایی فرآیند بازیافت به دست آورد.

لیو می‌گوید این مفهوم تقریباً برای همه پلاستیک‌های دیگر نیز کاربرد دارد، بنابراین می‌تواند به تبدیل یکی از بزرگترین تهدیدات زیست‌محیطی به یک اقتصاد دایره‌ای پایدار کمک کند.

بوشرا الدوری از دانشگاه بیرمنگام در بریتانیا می‌گوید: اگرچه این فرآیند نسبت به روش‌های بازیافت فعلی مقرون به صرفه‌تر است، اما ایراد آن این است که با افزایش مقیاس ممکن است بیشتر طول بکشد. این فرآیند همچنین از برخی حلال های غیر دوستدار محیط زیست استفاده می کند که می تواند از اجرای آن در مقیاس صنعتی جلوگیری کند.

مرجع مجله: PNASDOI: 10.1073/pnas.2203346119