Forscher am Lawrence Berkeley National Laboratory des US-Energieministeriums entwickelt haben Eine neue Art von Kunststoff, von der sie sagen, dass sie ein endloses Recycling von Kunststoff ermöglicht, der oft auf einer Mülldeponie oder noch schlimmer landet.
Endlos recycelbarer Kunststoff
Kunststoff ist ein bemerkenswertes Material, dessen Vielseitigkeit und Haltbarkeit die größte Stärke ist, aber auch der schlimmste Albtraum der Umwelt. Milliarden Tonnen Kunststoff wird jedes Jahr hergestellt und ein Großteil davon landet auf Mülldeponien.
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Wie sich herausstellt, können Kunststoffe, die recycelt werden sollten, nicht auf bestimmte chemische Eigenschaften zurückzuführen sein, die das Material aufgrund von Additiven angenommen hat, was die Wirksamkeit der weltweiten Recyclingbemühungen verringert. Die am besten recycelbare Form von Kunststoff, Polyethylenterephthalat, istnur mit einer Rate zwischen 20 und 30 Prozent recycelt, der Rest wird auf Mülldeponien oder Verbrennungsanlagen verbracht.
Jetzt haben Wissenschaftler des Lawrence Berkeley National Laboratory Berkeley Lab eine Form von Kunststoff entwickelt, die molekular zerlegt und wieder zusammengesetzt werden kann, um die chemisch gebundenen Additive zu eliminieren, die verhindern, dass diese Materialien recycelt werden, ohne dass dabei Qualität oder Leistung verloren gehendas macht Kunststoff zu einem gefragten Material.
„Die meisten Kunststoffe wurden nie zum Recycling hergestellt“, sagte Peter Christensen, Postdoktorand an der Molecular Foundry im Berkeley Lab und Hauptautor der Studie. „Wir haben jedoch einen neuen Weg gefunden, Kunststoffe zusammenzusetzen, bei dem das Recycling von amolekulare Perspektive. ”
Christensen wurde von Brett Helms, einem Mitarbeiter des Berkeley Lab, der die Forschungsanstrengungen leitete, und den Bachelor-Forschern Angelique Scheuermann und Kathryn Loeffler keine Beziehung bei der Veröffentlichung der neue Studie letzter Monat im Tagebuch Naturchemie.
Alle Kunststoffe bestehen aus verschiedenen Monomeren, die sich mit verschiedenen Chemikalien verbinden, um einzigartige Eigenschaften anzunehmen, z. B. Additive, die den Kunststoff zäh machen, um ihn zäh und robust zu machen, oder andere, die den Kunststoff biegsamer und dehnbarer machen. Das Problem ist, wenn dieseAdditive verbinden sich mit den Monomeren und werden so gut wie untrennbar miteinander verbunden. Wenn der Kunststoff in Stücke zerkleinert und mit anderen Kunststofftypen gemischt und dann geschmolzen wird, kann nicht festgestellt werden, welche Eigenschaften der recycelte Kunststoff von den Komponentenmaterialien erbtKunststoffe könnten nach den verschiedenen verwendeten Kunststofftypen sortiert werden. Dies ist angesichts der enormen Menge an Kunststoff, die jedes Jahr hergestellt wird, unpraktisch.
„Kreisförmige Kunststoffe und Kunststoff-Upcycling sind große Herausforderungen“, sagte Helms. „Wir haben bereits die Auswirkungen von Kunststoffabfällen in unsere aquatischen Ökosysteme gesehen, und dieser Trend wird wahrscheinlich durch die zunehmenden Mengen an Kunststoffen, die hergestellt werden, verstärktder nachgelagerte Druck, den es auf unsere kommunale Recyclinginfrastruktur ausübt. “
Die Forscher des Berkeley Lab haben eine neue Art von Kunststoff namens Polydiketoenamin PDK entwickelt, der die Bindungen, die Monomere mit Additiven eingehen, reversibel macht. Dies bedeutet, dass es Zeit ist, den Kunststoff, die Monomere und die zu recycelnAdditive werden unter Verwendung einer sauren Lösung chemisch getrennt, so dass die Monomere frei sind, sich mit verschiedenen Additiven zu verbinden, um verschiedene Arten von Kunststoffen herzustellen.
„Wir sind an der Chemie interessiert, die plastische Lebenszyklen von linear zu kreisförmig umleitet“, sagte Helms. „Wir sehen die Möglichkeit, einen Unterschied zu machen, wenn es keine Recyclingoptionen gibt.“