دستیابی به روشی جدید برای بازیافت و تبدیل پلاستیک به صابون

به گزارش خبرگزاری صدا و سیما به نقل از سای تک دیلی، پژوهشگران ویرجینیا روش جدیدی را برای تبدیل پلاستیک‌ها به مواد شیمیایی ارزشمندی به نام سورفکتانت‌ها توسعه داده اند که از این مواد برای تولید صابون، مواد شوینده و... استفاده می‌شود.

اگرچه نقاط مشترک کمی میان پلاستیک‌ها و صابون‌ها وجود دارد، اما ارتباط شگفت انگیزی بین این دو در سطح مولکولی وجود دارد؛ بدین معنی ساختار شیمیایی پلی اتیلن - یکی از رایج‌ترین پلاستیک‌های مورد استفاده در جهان امروز - به طرز شگفت انگیزی شبیه به اسید چرب است که به عنوان پیش‌ماده در تولید صابون استفاده می‌شود.

به گفته محققان، صابون و پلاستیک از زنجیره‌های کربنی طولانی ساخته شده اند، اما اسید‌های چرب دارای یک گروه اضافی از اتم‌ها در انتهای زنجیره هستند.

گولیانگ گرگ لیو، دانشیار شیمی در دانشکده علم و فناوری ویرجینیا، می‌گوید این شباهت نشان می‌دهد که باید بتوان پلی اتیلن را به اسید‌های چرب تبدیل کرد و با چند مرحله اضافی در این فرآیند، می‌توان از آن برای تولید صابون بهره برد. اما چالش پیش روی این محقق اینجا بود که چگونه می‌توان یک زنجیره پلی اتیلن بلند را به چندین زنجیره کوتاه تبدیل کرد و چگونه این فرآیند را به طور موثر انجام داد.

این پژوهشگر معتقد بود که می‌توان با یک روش نوآورانه، زباله‌های پلاستیکی کم‌ارزش را جمع‌آوری کند و آن‌ها را به کالایی با ارزش و مفید تبدیل کند. لیو در بررسی‌های خود روی این موضوع و در حالی که از یک عصر زمستانی کنار شومینه استراح می‌کرد، به دود ناشی از آتش خیره شد و به این فکر کرد که چگونه دود از ذرات ریز تولید شده در طی احتراق چوب تشکیل شده است.

اینجا بود که به این فکر افتاد اگر پلی اتیلن در یک محیط آزمایشگاهی ایمن سوزانده شود چه اتفاقی می‌افتد. همچنین به دنبال پاسخ این سوال بود که آیا احتراق ناقص پلی اتیلن درست مانند سوزاندن چوب "دود" تولید می‌کند؟ اگر قرار باشد کسی این دود را بگیرد، از چه چیزی ساخته شده است؟

به طور کلی، هیزم اغلب از پلیمر‌هایی مانند سلولز ساخته می‌شود و به گفته لیو، سوخته شدن هیزم این پلیمر‌ها را به زنجیره‌های کوتاه و سپس به مولکول‌های گازی کوچک قبل از اکسیداسیون کامل به دی‌اکسید کربن می‌شکند. اگر به طور مشابه مولکول‌های پلی اتیلن مصنوعی را تجزیه کنیم، اما این فرآیند را قبل از شکستن آن‌ها به مولکول‌های گازی کوچک متوقف کنیم، باید مولکول‌های پلی اتیلن مانند با زنجیره کوتاه را بدست آوریم.

لیو به همراه همکارانش، یک راکتور کوچک و شبیه به کوره ساخت که در آن می‌توانستند پلی اتیلن را در فرآیندی به نام ترمولیز گرم کنند. در قسمت پایین، فر در دمای بسیار بالا قرار دارد تا زنجیره‌های پلیمری را بشکند و در قسمت بالا، فر تا دمای پایین خنک می‌شود تا از آسیب رساندن به زنجیره جلوگیری شود. این گروه پس از ترمولیز، باقیمانده را جمع آوری کردند که کاری شبیه به تمیز کردن دوده از دودکش بود و دریافتند که از "پلی اتیلن با زنجیره کوتاه" یا به طور دقیق تر، موم‌ها تشکیل شده است.

به گفته لیو، این اولین گام در توسعه روشی برای تبدیل پلاستیک به صابون بود. با اضافه کردن چند مرحله دیگر، این گروه توانست اولین صابون جهان را از پلاستیک تولید کند.
این تیم تحقیقاتی عنوان کرد: تحقیق ما مسیر جدیدی را برای بازیافت پلاستیک بدون استفاده از کاتالیزور‌های جدید یا روش‌های پیچیده نشان می‌دهد. این امر کمک می‌کند تا در آینده طرح‌های خلاقانه‌تری از روش‌های بازیافت توسعه یابد.»

وی افزود: باید به این درک برسیم که آلودگی پلاستیکی یک چالش جهانی است تا مشکل چند کشور بزرگ. این فرآیند در مقایسه با یک فرآیند پیچیده و کاتالیزور یا معرف پیچیده، یک فرآیند ساده است که می‌تواند برای بسیاری از کشور‌های دیگر در سراسر جهان قابل استفاده باشد. امیدوارم این یافته بتواند شروع خوبی برای جنگ با آلودگی پلاستیکی باشد.
شرح کامل این تحقیق در مجله «ساینس» منتشر شده است.