“Sınırsız” Geri Dönüştürülebilir Polimer, Plastiklerin Pratik Özelliklerini Gösteriyor
Fotoğraf: Eugene Chen’in laboratuvarı, fotoğrafta gösterilen bu tamamen geri dönüştürülebilir polimeri geliştirdi.
Dünya, plastiklere; ucuz, kullanışlı, hafif ve uzun ömürlü olduklarından dolayı aşık oldu. Aynı nedenlerden dolayı da plastikler artık Dünya’yı tahrip ediyor.
Colorado Eyalet Üniversitesi kimyagerleri Science dergisinde, bir gün geleneksel plastiklerle rekabet edebilecek, atık oluşturmayan, sürdürülebilir malzemelere yönelik bir diğer önemli bir adımı duyurdular. Kimya bölümünde profesör olan Eugene Chen öncülüğünde, plastiklerin sahip olduğu hafiflik, ısıl direnç, sertlik ve dayanıklılık gibi karakteristik özelliklerinin aynısına sahip bir polimer keşfettiler. Bu yeni polimer, tipik petrol plastiklerinden farklı olarak, tamamı başlangıçtaki basit molekül durumuna kimyasal olarak geri dönüştürülebilir. Bu geri dönüşüm, toksik kimyasallar kullanılmadan veya yoğun laboratuvar işlemleri uygulanmadan gerçekleştirilebilir.
Polimerler, birbirine kimyasal bağlı ve tekrar eden, monomer olarak adlandırılan birimlerin uzun zincirleri ile tanımlanan geniş bir malzeme sınıfıdır. Günümüzde sentetik polimerler arasında plastikler; ayrıca lifler, seramikler, kauçuklar, kaplamalar ve diğer birçok ticari ürün bulunmaktadır.
Bu çalışma, daha önce 2015 yılında Chen’in laboratuvarında ilk kez sergilenmiş, bir önceki nesil olan kimyasal olarak geri dönüştürülebilen bir polimere dayanmaktadır. Eski versiyonun üretimi, endüstriyel potansiyelini sınırlayacak aşırı soğuk koşullar gerektiriyordu. Ayrıca önceki polimer, düşük ısı direnci ve moleküler ağırlığına sahipti ve plastik benzeri hali nispeten daha yumuşaktı.
Fakat Chen, bu çalışmadan elde edilen temel bilgilerin çok değerli olduğunu söyledi. Bu çalışma gelecek nesil polimerleri geliştirmek için, sadece kimyasal olarak geri dönüştürülebilen değil, aynı zamanda daha dayanıklı ve kullanışlı özellikler sergileyen bir tasarım ilkesinin yolunu açtı.
Bu yeni, geliştirilmiş polimer yapısı, birinci nesil malzemenin sorunlarını çözebilir. Bu monomer; çevre dostu, endüstriyel olarak gerçekçi koşullar altında uygun şekilde polimerize edilebilir: çözücüsüz, oda sıcaklığında, birkaç dakikalık tepkime süresi ve sadece eser miktarda katalizör ile. Elde edilen bu malzeme, yüksek moleküler ağırlığa, termal stabilite ve kristalliliğe ayrıca bir plastik gibi performans gösteren mekanik özelliklere sahiptir. En önemlisi; polimerin, bir katalizör kullanılarak, hafif laboratuvar koşullarında başlangıçtaki monomer durumuna geri dönüştürülebilmesidir. Başka bir saflaştırmaya gerek kalmadan, bu monomer yeniden polimerize edilebilir. Bunu Chen, malzeme hayat döngüsü olarak adlandırır.
Bu yenilikçi kimya ürünü, Chen ve çalışma arkadaşlarını, plastiklerin milyonlarca yıldır çöp sahaları ve okyanuslarda yaşamalarındansa, bugünün petrol plastikleri için mümkün olmayan yeni, basitçe bir reaktöre yerleştirilerek kimyasal madde haline getirilebileceği bir gelecek için heyecanlandırdı. Malzeme kimyasal başlangıç noktasına tekrar tekrar dönüştürülerek kullanılabilir. Böylece malzeme “geri dönüşüm” anlamını bütünüyle tanımlamış olur.
Chen, “Polimerler teoride sonsuza kadar kimyasal olarak geri dönüştürülebilir ve tekrar kullanılabilir” dedi.
Chen, yeni polimer teknolojisinin sadece akademik laboratuvar ölçeğinde kanıtlandığını vurguluyor. Onun ve iş arkadaşlarının keşfettiği, patent bekleyen monomer ve polimer üretim süreçlerini mükemmelleştirmek için yapılması gereken çok iş var.
Colorado Eyalet Üniversitesi Ventures’ten bir destek bağışı ile kimyacılar, monomer sentezi sürecini optimize ediyor ve bu tür polimerlere yeni, hatta daha uygun maliyetli yollar geliştiriyorlar. Ayrıca geri dönüştürülebilir malzemeleri iyileştirme yolunda yeni kimyasal yapıları araştırırken, aynı zamanda monomer-polimer-monomer geri dönüşüm düzeninde ölçeklenebilirlik konularında çalışıyorlar.
Chen, “Bu kimyasal olarak geri dönüştürülebilir polimer teknolojisinin piyasaya sürüldüğünü görmek bizim hayalimiz olurdu” dedi.
Kaynak: sciencedaily.com
