محققان دیاکسید کربن را به پلاستیکهای قابل بازیافت تبدیل کردند
tagنوشتارمحققان با استفاده از ترکیبات کربنی دایرهای موفق به تبدیل دیاکسید کربن به پلاستیکهای قابل بازیافت شدند. این پلیاسترها نه تنها از مواد تجدیدپذیر استفاده میکنند بلکه قابلیت بازیافت بالایی دارند.
🌍 افزایش دیاکسید کربن
معضل تغییرات اقلیمی
افزایش سطح دیاکسید کربن در جو زمین یکی از عوامل اصلی تغییرات اقلیمی است. به همین دلیل، پژوهشگران در حال بررسی راههایی برای جذب این گاز گلخانهای و تبدیل آن به مواد قابل استفاده هستند. اما پایداری دیاکسید کربن چالشهایی را برای استفاده در پلیمرها به وجود میآورد.
🔥 چالشهای فعلی
تبدیل دیاکسید کربن به پلیمرها
پژوهشگران پیشتر توانستهاند دیاکسید کربن را به وسیله کاتالیستهای مختلف و واسطهها به پلیکربنات تبدیل کنند. این فرایند به دلیل واکنشناپذیری زیاد دیاکسید کربن چندان آسان نیست. یکی از چالشهای بزرگ در این مسیر، افزودن دیاکسید کربن به پلیاسترها است زیرا مواد اولیه پلیاسترها کمبود پیوندهای قطبی دارند که جذب دیاکسید کربن را تسهیل کند.
🔍 راه حل نوین
استفاده از ترکیبات کربنی حلقوی
یوجین چن، دانشمند پلیمر از دانشگاه ایالتی کلرادو و تیمش بر این باور بودند که میتوانند با استفاده از ترکیبات کربنی دایرهای خاص، که در پیوندهایشان تنش دارند، این محدودیت را برطرف کنند. آنها در مطالعهای که در مجله Nature منتشر کردند، دیاکسید کربن و ترکیبات کربنی دایرهای را به پلیاسترهای قابل بازیافت تبدیل کردند.
⚗️ فرایند شیمیایی
تشکیل پلیاسترها
این تیم ابتدا با دو مولکول بوتان دایرهای و دو مولکول پنتان دایرهای که هرکدام شامل گروههای شیمیایی بودند، شروع کردند. برای آغاز واکنش شیمیایی، از کاتالیست bis(triphenylphosphine)iminium ([PPN]Cl) استفاده کردند که به پیوند کربنی شلوغ حمله میکند و سبب واکنش شیمیایی با دیاکسید کربن و تشکیل مولکول کربوکسیلات میشود.
🧪 ویژگیهای مکانیکی
پلیاسترهای جدید
نتایج نشان داد که پلیمرهای تولید شده با زیرساختهای بوتان دارای استحکام و سختی بیشتری هستند، در حالی که زیرساختهای پنتان پلیاسترهای نرمتر و داکتیلتری تولید میکنند. این یافتهها میتوانند فرصتی برای جایگزینی پلاستیکهای فعلی با روشهای کربنسبکتر باشند.
♻️ قابلیت بازیافت
پلیمرهای جدید
در نهایت، اقداماتی برای بررسی میزان بازیافتپذیری این پلیمرهای جدید انجام شد. پژوهشگران موفق شدند پلیاسترهای مشتق از بوتان و پنتان را به ترکیبات اولیهشان بازگردانی کنند و نشان دادند که این پلیمرها قابلیت بازیافت دارند و میتوانند به عنوان یک فرایند بسته به کار روند.
🚀 آیندهای پایدار
تحقیقات بیشتر
چن در یک اعلامیه گفته است: "ما در حال توسعه فناوری یکپارچهای هستیم که دیاکسید کربن را به عنوان یک منبع تجدیدپذیر و ارزان برای تولید پلیاسترهای قابل بازیافت میشناسد که همچنین ویژگیهای مناسبی برای مرحله پایانی دارند."
the-scientist.com: Researchers Convert Carbon Dioxide into Recyclable Plastic | Shelby Bradford, PhD
