Ang bagong proseso ng pag-recycle ay maaaring mabawasan ang basurang plastik sa milyun-milyong tonelada

Ang mga multilayer na materyal na plastik ay nasa lahat ng dako sa pagkain at medikal na pakete, lalo na dahil ang mga nakalamina na mga polymer ay maaaring magbigay ng mga pelikulang ito ng mga tiyak na katangian tulad ng paglaban sa init o oxygen at kontrol sa kahalumigmigan. Gayunpaman, sa kabila ng kanilang pagiging kapaki-pakinabang, ang mga nasa lahat ng pook na plastik na ito ay hindi maaaring ma-recycle ng mga maginoo na pamamaraan.

Halos 100 milyong tonelada ng multilayer thermoplastics – bawat isa ay binubuo ng hanggang sa 12 mga layer ng iba’t ibang mga polymer – ay ginagawa sa buong mundo bawat taon. Apatnapung porsyento ng kabuuang ito ay basura mula sa proseso ng pagmamanupaktura mismo, at dahil walang paraan upang paghiwalayin ang mga polymer, halos lahat ng plastik na ito ay napupunta sa mga landfill o incinerator.

Ngayon, ang mga inhinyero sa University of Wisconsin-Madison ay nagsulong ng isang solvent na pamamaraan sa pagbawi para sa mga polymer sa mga materyal na ito, isang pamamaraan na tinawag nilang Solvent-Targeted Recovery and Precipitation (STRAP). Ang kanilang patunay na konsepto ay inilarawan nang detalyado sa magasin ngayon (Nobyembre 20, 2020) Pagsulong ng pang-agham.

Gamit ang isang serye ng mga paghuhugas ng solvent na ginabayan ng mga kalkulasyon ng thermodynamic ng solubility ng polimer, ginamit ng mga propesor ng UW-Madison na sina George Huber at Reid Van Lehn at kanilang mga mag-aaral ang proseso ng STRAP upang paghiwalayin ang mga polymer sa komersyal na plastik na binubuo ng maginoo na mga layer. polyethylene, ethylene vinyl alkohol at polyethylene terephthalate.

Resulta? Ang magkakahiwalay na polymer ay mukhang katulad ng kemikal sa mga polymer na ginamit upang gawin ang orihinal na pelikula.

Inaasahan ngayon ng koponan na gamitin ang nakuha na mga polymer upang lumikha ng mga bagong materyales sa plastik, na ipinapakita na ang prosesong ito ay maaaring makatulong na isara ang loop ng pag-recycle. Sa partikular, maaari nitong payagan ang mga tagagawa ng mga multilayer na plastik na mabawi ang 40 porsyento ng basurang plastik na ginawa habang ang proseso ng paggawa at pag-iimpake.

“Ipinakita namin ito sa isang multilayer na plastik,” sabi ni Huber. “Kailangan naming subukan ang iba pang mga plastik na multilayer at kailangan naming palawakin ang teknolohiyang ito.”

Tulad ng pagtaas ng pagiging kumplikado ng mga plastik na multilayer, tumataas din ang paghihirap na makilala ang mga solvents na maaaring matunaw ang bawat polimer. Samakatuwid, umaasa ang STRAP sa computational na diskarte na ginamit ni Van Lehn upang magsagawa ng proseso, na tinawag na tulad ng Conductor-like Screening Model for Realistic Solvents (COSMO-RS).

Kayang kalkulahin ng COSMO-RS ang solubility ng mga target na polymer sa mga solvent mixture sa iba’t ibang temperatura at sa gayon paliitin ang bilang ng mga potensyal na solvents na maaaring matunaw ang polimer. Pagkatapos ay maaaring i-eksperimento ng koponan ang mga solvent ng kandidato.

“Pinapayagan kaming makitungo sa mas kumplikadong mga sistemang ito, na kung saan ay mahalaga kung talagang pupunta ka sa mundo ng pag-recycle,” sabi ni Van Lehn.

Ang layunin ay sa kalaunan ay bumuo ng isang computer system na magpapahintulot sa mga siyentipiko na makahanap ng mga solvent na kombinasyon para sa pag-recycle ng lahat ng uri ng mga plastik na multilayer. Inaasahan din ng koponan na tingnan ang epekto sa kapaligiran ng mga solvents na ginagamit nito at lumikha ng isang database ng mga berdeng solvents na magpapahintulot sa kanila na mas mabalanse ang pagiging epektibo, gastos at mga epekto sa kapaligiran ng iba’t ibang mga sistema ng solvent.

Ang proyekto ay batay sa kadalubhasaan sa UW-Madison sa catalysis. Sa mga dekada, ang mga mananaliksik ng kemikal at biyolohikal na engineering ng unibersidad ay nagsulong ng mga reaksyong nakabatay sa solvent na nag-convert ng biomass – tulad ng basura ng kahoy o pang-agrikultura – sa mga kapaki-pakinabang na kemikal o gasolina pauna. Karamihan sa kadalubhasaan na ito ay makikita rin sa pag-recycle ng mga polymer na nakabatay sa solvent.

Ang koponan ay patuloy na nagsasaliksik ng pagpoproseso ng STRAP sa pamamagitan ng bagong itinatag na Multi-University Center para sa Chemical Recycling of Waste Plastics sa pamumuno ni Huber. Ang mga mananaliksik sa isang $ 12.5 milyon na sentro na pinondohan ng Kagawaran ng Enerhiya ng Estados Unidos ay iniimbestigahan ang ilang mga ruta ng kemikal para sa pagbawi at pag-recycle ng polimer.

Mga Sanggunian: Nobyembre 20, 2020, Pagsulong ng pang-agham.

Ang pananaliksik na ito ay suportado ng isang gawad mula sa US Department of Energy (DE-SC0018409).

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Pinagbubuti ng bagong disenyo ang kahusayan ng mga susunod na henerasyong Perovskite solar panel

May-akda David L. Chandler, Massachusetts Institute of Technology Pebrero 27, 2021 Ipinapakita ng imaheng ito ang mga photovoltaic compound ng pereuskite na may mga indibidwal na...

Sinabi ng mga mananaliksik na natuklasan nila ang mga misteryo ng mga buwan ng Mars

Ang artista ay maaaring pinagmulan ng pilosopiya at ang pagkamatay ng hidwaan sa pagitan ng unang buwan ng Mars at mga asteroid. Kredito:...

Mga pagkakasunud-sunod ng 64 Perpektong Mga Genome ng Tao upang mas mahusay na makuha ang pagkakaiba-iba ng genetiko

Gusali ng genome. Utang: NIH Ang Susunod na Mga Genome ng Tao ay Magsisilbing isang Bagong Sanggunian para sa Pagpaplano ng Genetic Genetic at...

Patuloy na sinusubaybayan ng bagong patch ng balat ang mga signal ng cardiovascular at antas ng biochemical

Ang malambot na nababanat na patch na ito ay maaaring sabay na kontrolin ang presyon ng dugo at antas ng biochemical ng isang gumagamit....

Ang unang pandaigdigang pagtatantya na ang kalikasan ay gumagamot ng 41.7 milyong toneladang basura ng tao sa isang taon

Ipinapakita ng larawang ito ang hindi ginagamot na dumi sa alkantarilya malapit sa mga pakikipag-ayos sa Peri-urban Hyderabad. Kredito: Tishat Poonthu Ayon sa mga...

Newsletter

Subscribe to stay updated.