Plastik Sürdürülebilirlik Sorununu Çözmek için Geliştirilen Yeni Yöntem
Plastiklerin sürdürülebilirliği, büyük ölçüde bilimsel gelişmeler sayesinde son yıllarda çok ilerledi. Ancak plastikler giderek daha çevre dostu hale gelse bile, birçok endüstri yaygın olarak kullanılan ürünleri onlara güvendiği için dünya kirlenmeye devam ediyor.
UA Polimer Bilimi ve Polimer Mühendisliği Okulu’nda yardımcı doçent olan Dr. Junpeng Wang’ın en son araştırması, bu tür atıkları azaltmak ve kauçuk, lastik, otomobil ve elektronik endüstrilerine hitap edebilecek daha sürdürülebilir bir gelecek için bilimsel bir yol açmak için bir çözüme sahip. Bu çalışma UA tarafından desteklenmesine rağmen, Wang kısa süre önce bu araştırmadan gelecek gelişmeleri destekleyecek bir Ulusal Bilim Vakfı Kariyer Ödülü kazandı.
Kauçuk ve plastik dâhil olmak üzere sentetik polimerler, günlük yaşamın neredeyse her alanında kullanılmaktadır. Sentetik polimerlerin yaygınlığı, büyük ölçüde mükemmel stabiliteleri ve çok yönlü mekanik özelliklerinden kaynaklanmaktadır. Ancak bu polimerlerden oluşan atık maddeler yüksek dayanıklılıkları nedeniyle karada ve okyanuslarda birikerek ekosistem için ciddi endişelere yol açmaktadır. Ek olarak, bu polimerlerin %90’ından fazlası petrol ve kömür gibi sınırlı doğal kaynaklardan elde edildiğinden, geri dönüştürülemediği ve yeniden kullanılamadığı takdirde bu malzemelerin üretimi sürdürülemez.
Plastiklerin sürdürülebilirliğindeki zorlukları ele almak için umut verici bir çözüm, malzemelerin dairesel bir şekilde kullanılmasını sağlamak için mevcut polimerleri geri dönüştürülebilir olanlarla değiştirmektir. Şimdiye kadar kaydedilen ilerlemeye rağmen, birkaç geri dönüştürülebilir polimer, geleneksel polimerlerin mükemmel termal stabilitesini ve yüksek performanslı mekanik özelliklerini sergilemektedir. Wang ve ekibinin geliştirdiği geri dönüştürülebilir malzemeler, üstün termal kararlılık ve çok yönlü mekanik özellikler açısından benzersizdir. Araştırmayı açıklayan “Olefin Metatezi Bazlı Kimyasal Olarak Geri Dönüştürülebilir Polimerler, Fused-Ring Monomers tarafından Etkinleştirildi” adlı makale, Nature Chemistry tarafından geçen hafta yayınlandı. Wang, “Özellikle, yapıldıkları bileşenlere (monomerler) ayrılabilen kimyasal olarak geri dönüştürülebilir polimerlerle ilgileniyoruz” diyor. “Geri dönüştürülmüş monomerler, polimerleri üretmek için yeniden kullanılabilir, bu yalnızca plastik üretiminde kullanılan sınırlı doğal kaynakların korunmasına yardımcı olmakla kalmayıp, aynı zamanda istenmeyen yaşam sonu plastik birikimi sorununu da ele alan dairesel bir malzeme kullanımına izin verir. “
Kimyasal olarak geri dönüştürülebilir polimerlerin tasarımındaki anahtar, doğru monomeri belirlemektir.Dikkatli hesaplamalı hesaplama yoluyla, araştırmacılar bir hedef monomeri belirlediler. Daha sonra, bol miktarda bulunan başlangıç materyallerini kullanarak kimyasal sentez yoluyla monomer ve polimerleri hazırladılar.
Wang’ın polimer bilimi yüksek lisans öğrencileri ve doktora sonrası bir bilim insanı da dâhil olmak üzere araştırma grubu, bileşenlerine ayrılabilen polimerler geliştirerek bu zorlukları ele almayı hedefliyor. Depolimerizasyon için katalizör olmadığında veya çıkarıldığında, polimerler oldukça kararlı olacaktır ve termal ve mekanik özellikleri çeşitli uygulamaların ihtiyaçlarını karşılayacak şekilde ayarlanabilir.
Wang, “Geliştirdiğimiz kimyasal olarak geri dönüştürülebilir polimerler, mükemmel termal kararlılık ve sağlam mekanik özellikler gösteriyor ve hem kauçuk hem de plastik hazırlamak için kullanılabilir” diyor. “Bu malzemenin mevcut polimerlerin yerini almak için çekici bir aday olmasını bekliyoruz. Moleküler tasarımımız, hesaplama ve deneysel çalışmayı birleştirmenin dönüşümsel gücünü vurgulayan hesaplama tarafından yönlendiriliyor. Gösterdiğimiz diğer geri dönüştürülebilir polimerlerle karşılaştırıldığında çok daha iyi stabilite ve daha çok yönlü mekanik özellikler. Bir katalizör eklendiğinde, polimer, geri dönüşüm için kurucu monomere indirgenebilir.”
Wang’ın araştırma grubunun bir sonraki adımı, kimyasal olarak geri dönüştürülebilir polimerlerin kapsamını genişletmek ve karbon fiber takviyeli polimer kompozitler geliştirmektir. Ekip ayrıca bu endüstriyel sürecin ekonomik performansını ve polimerlerin ticarileştirilmesi için yaşam döngüsü analizini de analiz edecek.
Kaynak: sciencedaily.com
