Kimyagerler Plastiğin Geri Dönüşümünü Daha Kolay ve Verimli Hale Getirecek Bir Yol Geliştiriyor
Fotoğraf: Carolina’dan kimyagerler, plastiğin geri dönüşümünü daha kolay ve daha verimli bir hale getirmek için market poşetlerinde, su ve soda şişelerinde, ve ambalajlarda kullanılan yaygın polimerlerde değişiklikler yapmak için bir yol geliştiriyorlar.
2020’de yapılan bir araştırmaya göre, Amerika Birleşik Devletleri, yılda kişi başına 287 pound ile diğer tüm ülkelerden daha fazla, yaklaşık 46,3 milyon ton, plastik çöp üretiyor.
Ülkenin %9’luk geri dönüşüm oranı, plastik atıkların artışını durdurmaya asla yeterli olmayacak. Peki oran neden bu kadar düşük? Günümüz plastiklerinin kimyası, geri dönüşümü çok zor bir hale getiriyor. Eritilebilen termoplastikler bile her yeniden kullanımlarında zayıflarlar. Bu da bizi geri dönüşümün önündeki gerçek engele, yani ekonomiye getiriyor. Geri dönüşümle karlılık için sağlanan bir teşvik bulunmuyor.
Ancak şimdi Chapel Hill’de bulunan Kuzey Carolina Üniversitesi’nden bir grup kimyager, orijinalinden daha güçlü ve daha dayanıklı, yani potansiyel olarak daha değerli, yeni bir malzeme üretmek üzere plastikleri parçalamak için bir yöntem keşfederek durumu tersine çevirdi.
UNC Sanat ve Bilim Koleji’nde kimya doktora öğretim üyesi olan Frank Leibfarth, “Yaklaşımımız, plastik atıkları yeni moleküllerin ve malzemelerin üretimi için potansiyel olarak değerli bir kaynak olarak görüyor.” diyor. “Bu yöntemin plastiği geri dönüştürmek için ekonomik bir teşvik sağlayabileceğini ve kelimenin tam anlamıyla çöpü hazineye dönüştürebileceğini umuyoruz.”
Kimyasal sentez alanında uzmanlaşmış Leibfarth ve UNC-Chapel Hill profesörü Erik Alexanian, Science dergisinde plastik geri dönüşümünü sonuçlandıracak yaklaşımı anlattılar.
Karbon-hidrojen bağları, doğadaki en güçlü kimyasal bağlardandır. Kararlılıkları, doğal ürünlerden ilaç eldesini ve genel ticari plastiklerin geri dönüştürülmesini zorlaştırır.
Ancak, market poşetlerinde, soda ve su şişelerinde, gıda ambalajlarında, otomobil parçalarında ve oyuncaklarda kullanılan modern plastiğin yapı taşları olan polimerlerde yaygın olan karbon-hidrojen bağlarında değişiklikler yaparak, polimerlerin ömrü, tek kullanımlık plastik olmanın ötesine geçerek, uzatılabilir.
UNC’den kimyagerler, hidrojen atomlarını tıbbi bileşiklerden ve polimerlerden ayırabilen yeni tanımlanmış bir reaktifle, daha önce reaktif olmadığı düşünülen bölgelerde yeni bağlar kurmayı başardılar.
Alexanian, “Yaklaşımımızın çok yönlülüğü, bu kadar geniş bir yelpazedeki önemli bileşikler üzerindeki karbon-hidrojen bağlarının birçok değerli dönüşümünü mümkün kılmasıdır.” diyor.
Çöpün Hazineye Dönüşümü
Carolina’daki Leibfarth Grubu, daha akıllı, daha işlevsel ve daha sürdürülebilir polimerler tasarlamaya odaklanıyor.
NC Policy Collaboratory’nin de desteğiyle birlikte, ekip, tehlikeli kimyasalları içme suyundan uzaklaştırabilen süper emici bir polimer geliştirdi.
Araştırmacılar, geri dönüşümü zor plastik atıklarının yüksek değerli bir polimer sınıfına dönüşümüne yardımcı olmak için bu yenilikçi yaklaşımı kullanmayı düşündüler.
İşe, nakliye sırasında elektronik aletleri korumak için kullanılan ve sonrasında çöpe giden plastik köpük ambalajlarla başladılar. Ticari poliolefin adı verilen düşük yoğunluklu bir plastikten üretilen, tüketici sonrası köpük örnekleri, Durham, Kuzey Carolina’da bir geri dönüşüm şirketi olan High Cube LLC tarafından tedarik edildi.
Kimyagerler, poliolefinden seçici olarak hidrojen atomlarını çekerek, tek kullanımlık plastiğin ömrünü, onu iyonomer olarak bilinen yüksek değerli bir plastik haline getirerek, uzatmanın bir yolunu buldular. Popüler bir iyonomer de çeşitli gıda ambalajlarında kullanılan bir malzeme olan, Dow firmasının ürünü, SURLYN’dir.
Çoğu geri dönüştürülmüş plastik, halı veya polyester giysiler gibi daha düşük kaliteli ürünlere dönüştürülerek nihayetinde çöplüklere gidebilir. Su kanallarına atılan plastikler, kaplumbağaların okyanusta biriken plastiği yiyecekle karıştırması gibi sonuçlar doğurarak, deniz yaşamını tehlikeye atıyor.
Leibfarth, “Ancak kimya, polimerlerin tekrar tekrar geri dönüştürülmesine yardımcı olmak için tekrar tekrar uygulanabilirse, plastiğe bakışımızı değiştirebilir.” diyor.
Çalışmanın ortak yazarları arasında Timothy Fazekas, Jill W. Alty, Eliza K. Neidhart ve Austin S. Miller da bulunmaktadır.
Kaynak: phys.org