Su, Toksinlerin Yerini Alır: Yeşil Plastik Üretimi
Fotoğraf: Miriam Unterlass laboratuvarında çelik reaktör. Kredi: Viyana Teknoloji Üniversitesi
Yaygın olarak kullanılan birçok malzeme sürdürülebilir değildir. Bazıları bitkilere veya hayvanlar için zararlıdır, bazıları ise bugün olduğu gibi kolay bulunamayan nadir elementler içerir. Gelecek için büyük bir umut, yeni organik moleküller kullanarak farklı malzeme özelliklerine ulaşmaktır. Sadece karbon, hidrojen veya oksijen gibi ortak elementleri içeren yüksek performanslı organik malzemeler kaynak problemimizi çözebilir – ancak bunların hazırlanması genellikle çevre dostu değildir. Genellikle nihai ürünün kendisi toksik olmasa bile, bu tür malzemelerin sentezi sırasında oldukça toksik maddeler kullanılır.
Viyana Teknik Üniversitesi farklı bir yaklaşım benimsemiştir:
TU Wien Teknik Kimya Fakültesi’nde Prof. Miriam Unterlass liderliğindeki araştırma grubunda organik yüksek performanslı malzemeler için tamamen farklı bir sentetik yöntem kullanılmaktadır. Toksik katkı maddeleri yerine sadece sıcak su kullanılır.
Araştırmacılar, yeni yöntemi kullanarak iki önemli polimer sınıfı üretebilmeyi başardı. Sonuçlar ünlü dergi Angewandte Chemie dergisinde yayınlandı.
Yüksek Basınç ve Yüksek Sıcaklık
Miriam Unterlass, “hidrotermal sentetik süreçleri araştırıyoruz” diyor. “17 bar ve 200°C derecede yüksek basınç ve yüksek sıcaklıkta çalışıyoruz. Bu tür ekstrem koşullar altında ortaya çıktığı gibi, bu polimerlerin üretimi için gerekli olabilecek toksik çözücülerin kullanılmasını önlemek mümkündür.
“Yeşil kimya” terimi sadece son ürünleri değil, aynı zamanda kimya endüstrisindeki sentetik süreçleri daha çevre dostu hale getirmeye izin veren yöntemleri ifade eder.
Birkaç yıl önce, Miriam Unterlass bu teknoloji ile ilk olumlu sonuçları elde etmişti. “Örneğin, Havacılık ve elektronik endüstrisi için vazgeçilmez plastikler olan organik boyalar veya poliimidler üretmeyi başardık. Bu çalışmamız sektörde büyük ilgi yarattı” diyor Unterlass. “Ama şimdi önemli bir adım daha attık: oldukça ilginç olan plastik sınıfından farklı iki polimer örneği sentezleyebildik—polibenzimidazoller ve piron polimerleri.”
Süper Plastikler için Yeni Hazırlık Süreçleri
Örneğin polibenzimidazoller, yüksek sıcaklıklarda bile aside dayanıklı olduklarından günümüzde yakıt hücrelerinde membranlar olarak kullanılırlar. Ayrıca protonları da iletebilirler. Polibenzimidazol lifleri, itfaiyecilerin koruyucu giysileri gibi yanmaz giysilerde de bulunur. “Bu zaten gerçek süper plastik olduklarını gösteriyor” diyor Unterlass.
Öte yandan piron polimerleri, mükemmel stabilitelerine ek olarak özellikle ilginç elektronik özelliklere sahiptir. Bu nedenle, alan etkili transistörler veya pillerde güçlü ve yüksek dirençli elektrot malzemesi gibi uygulamalar için uygundur.
Miriam Unterlass, “Bu polimerlerin hidrotermal işlemimiz kullanılarak hazırlanabilmesi, olağan koşullar altında bu polimerlerin üretilmesi için kimyasal reaksiyonların suya duyarlı olması nedeniyle dikkat çekicidir” diyor. “Bu, yöntemimizin geniş bir uygulama yelpazesi için ne kadar umut verici olduğunu gösteriyor.”
Kaynak : phys.org
