اندی کوربلی -12 اوت 2023-اعتبار استیون مکی برای ویرجینیا تک
پلی اتیلن، یکی از رایج‌ترین پلاستیک‌هایی است که امروزه استفاده می‌شود، در واقع از نظر ساختار شیمیایی بسیار شبیه به اسید چرب اصلی در صابون است و دانشمندی در ویرجینیاتک راهی طولانی برای تبدیل یکی به دیگری کشف کرده است.
این ترکیب که سورفکتانت نامیده می شود، اکنون به عنوان یک روش موثر برای چرخش پلاستیک های پلی اتیلن به صابون، مواد شوینده و غیره دیده می شود.
گولیانگ لیو، محقق در ویرجینیا تک، احساس می‌کند که باید راهی برای تقسیم زنجیره‌های پلی اتیلن بلند به زنجیره‌های اسید چرب کوتاه‌تر، اما نه خیلی کوتاه، وجود داشته باشد که بتوان از آنها برای ساخت صابون استفاده کرد.لیو بر این باور بود که پتانسیل یک روش نوسازی جدید وجود دارد که می‌تواند زباله‌های پلاستیکی کم‌ارزش را جمع‌آوری کند و آنها را به کالایی با ارزش و مفید تبدیل کند.
لیو با بررسی این سوال برای مدتی، در حالی که از یک عصر زمستانی کنار شومینه لذت می برد، تحت تأثیر الهام قرار گرفت. او دود ناشی از آتش را تماشا کرد و به این فکر کرد که چگونه دود از ذرات ریز تولید شده در طی احتراق چوب تشکیل شده است.
اگرچه پلاستیک ها به دلایل ایمنی و محیطی هرگز نباید در شومینه سوزانده شوند، لیو به این فکر افتاد که اگر پلی اتیلن در یک محیط آزمایشگاهی ایمن سوزانده شود چه اتفاقی می افتد. آیا احتراق ناقص پلی اتیلن درست مانند سوزاندن چوب “دود” تولید می کند؟ اگر قرار باشد کسی آن دود را بگیرد، از چه چیزی ساخته شده است؟
هیزم بیشتر از پلیمرهایی مانند سلولز ساخته می شود. لیو می گوید که احتراق هیزم، این پلیمرها را به زنجیره های کوتاه و سپس به مولکول های گازی کوچک قبل از اکسیداسیون کامل به دی اکسید کربن می شکند.
اگر به طور مشابه مولکول های پلی اتیلن مصنوعی را تجزیه کنیم اما این فرآیند را قبل از شکستن آنها به مولکول های گازی کوچک متوقف کنیم، باید مولکول های پلی اتیلن مانند با زنجیره کوتاه به دست آوریم.
دو دانشجوی شیمی در آزمایشگاه لیو به محقق کنجکاو کمک کردند تا یک کوره آزمایشگاهی برای آزمایش بسازند، جایی که می توانند پلی اتیلن را در فرآیندی به نام ترمولیز با گرادیان دما گرم کنند. در قسمت پایین، فر در دمای کافی بالا قرار دارد تا زنجیره های پلیمری را بشکند، و در قسمت بالا، فر تا دمای کافی پایین خنک می شود تا از خرابی بیشتر جلوگیری کند.
پس از ترمولیز، آنها باقیمانده را جمع آوری کردند – شبیه به تمیز کردن دوده از یک دودکش – و متوجه شدند که نظر لیو درست بوده است: از “پلی اتیلن با زنجیره کوتاه” یا به طور دقیق تر، موم ها تشکیل شده است.
لیو گفت که این اولین گام در توسعه روشی برای تبدیل پلاستیک به صابون بود. با اضافه کردن چند مرحله دیگر، از جمله صابون سازی، تیم اولین صابون جهان را از پلاستیک ساخت. برای ادامه این فرآیند، این تیم از متخصصان در مدل‌سازی محاسباتی، تحلیل اقتصادی و غیره کمک گرفت.
“تحقیق ما مسیر جدیدی را برای افزایش چرخه پلاستیک بدون استفاده از کاتالیزورهای جدید یا روش های پیچیده نشان می دهد. در این کار، ما پتانسیل یک استراتژی پشت سر هم برای بازیافت پلاستیک را نشان داده ایم. این امر مردم را روشن می‌کند تا در آینده طرح‌های خلاقانه‌تری از روش‌های دوچرخه‌سواری را توسعه دهند.»
