Ο κόσμος πνίγεται στα πλαστικά απορρίμματα.
Μικροπλαστικά υπάρχουν ήδη στον ανθρώπινο οργανισμό και κανένα περιβάλλον δεν είναι ασφαλές. Πλαστικά συσσωρεύονται στις πιο απομακρυσμένες κορυφές, στα βαθύτερα σημεία της θάλασσας, ενώ και η Great Pacific Garbage Patch είναι τόσο γνωστή ώστε έχει πλέον γίνει κύριο όνομα και λειτουργεί σαν το δικό της οικοσύστημα.
Το πολυαιθυλένιο, το πιο παραγόμενο πλαστικό στον κόσμο, χρησιμοποιείται σε σακούλες, συσκευασίες τροφίμων και δοχεία οικιακής χρήσης. Είναι, όμως, και ιδιαίτερα ρυπογόνο, επειδή έχει σχεδιαστεί να είναι ανθεκτικό και μεγάλης διάρκειας.
Το μέλλον, πάντως, φαίνεται να αφήνει περιθώριο αισιοδοξίας, καθώς χημικοί μηχανικοί στο University of Surrey, στο Ηνωμένο Βασίλειο, δημιούργησαν ένα νέο, ιδιαίτερο πλαστικό με ιδιότητες που μπορούν να στηρίξουν μια πιο κυκλική οικονομία υλικών.
Όπως αναφέρουν στο περιοδικό Macromolecules, το συγκεκριμένο πολυμερές διασπάται εύκολα σε αέριο όταν θερμαίνεται. Και έπειτα, σαν τον μυθικό Φοίνικα, «αναγεννιέται» από τις στάχτες του και ξανασχηματίζεται.
«Τα περισσότερα πλαστικά είναι σχεδιασμένα να παραμένουν σταθερά, και αυτό ακριβώς είναι που τα κάνει δύσκολα στην απομάκρυνση ή την ανακύκλωση», εξηγεί ο Peter Roth, χημικός μηχανικός στο University of Surrey.
«Δείξαμε ότι είναι δυνατό να δημιουργηθεί ένα υλικό που συμπεριφέρεται πολύ διαφορετικά — ένα υλικό που μπορεί να μετατραπεί σε ατμό σε σχετικά χαμηλές θερμοκρασίες πριν ξαναχτιστεί φυσικά στο ίδιο πολυμερές».
Το νέο αυτό πολυμερές ονομάζεται poly(1,2-dithiolane), δηλαδή μια αλυσίδα από επιμέρους κρίκους, ή μονομερή, του 1,2-dithiolane, ενός δακτυλιοειδούς μορίου που αποτελείται από άνθρακα, υδρογόνο και δύο ενωμένα άτομα θείου.
Η αναστρέψιμη φύση αυτής της θειούχας σύνδεσης κάνει το πολυμερές εύκολα και επανειλημμένα αποδομήσιμο.
«Αυτό δεν αποτελεί αντικατάσταση των συμβατικών πλαστικών και σίγουρα δεν είναι λύση στο παγκόσμιο πρόβλημα των πλαστικών απορριμμάτων. Αλλά εισάγει μια νέα ιδέα που θα μπορούσε να εμπνεύσει μια εντελώς νέα γενιά κυκλικών υλικών», προσθέτει ο Roth.
Με αυτόν τον τρόπο, αντιμετωπίζει πολλά από τα ζητήματα που δυσκολεύουν την αποτελεσματική ανακύκλωση των πλαστικών.
Πρώτα απ’ όλα, υποβάλλεται πιο εύκολα σε αποπολυμερισμό — δηλαδή στη διάσπαση ενός σύνθετου πολυμερούς στα απλούστερα μονομερή του, σαν να αποσυναρμολογείς ένα σετ LEGO στα κομμάτια του. Αντίο πειρατικό πλοίο, καλωσόρισες μεσαιωνικό κάστρο!
Τα σετ LEGO, όμως, δεν ξανασυντίθενται μόνα τους. Επιπλέον, τα συμβατικά πλαστικά ίσως χρειάζεται να θερμανθούν περίπου στους 200 βαθμούς Κελσίου, πριν αρχίσουν να διασπώνται.
Και ό,τι προκύψει μπορεί να απαιτήσει επιπλέον επεξεργασία, με πιθανή παραγωγή ρυπογόνων και επικίνδυνων παραπροϊόντων.
Σε αντίθεση με αυτά, το νέο πολυμερές των ερευνητών διασπάται μόλις στους 90 βαθμούς Κελσίου περίπου, περνώντας απευθείας από τη στερεή στη αέρια κατάσταση, χωρίς να περάσει από υγρή φάση, κάτι που «αποτελεί το πρώτο παράδειγμα πολυμερούς με αυτή τη συμπεριφορά», αναφέρουν οι ερευνητές.
Για να δείξουν τις πρακτικές εφαρμογές του, βύθισαν ένα τυλιγμένο φύλλο φίλτρου μέσα σε αυτό, δείχνοντας ότι ο ατμός του πολυμερούς «αγκάλιαζε» το χαρτί με μια αδιάβροχη επικάλυψη.
Στη συνέχεια, αφαίρεσαν την επικάλυψη εξίσου απλά, θερμαίνοντάς την. Και παρότι αποχρωματίστηκε, το χαρτί ανέκτησε τις αρχικές του ιδιότητες απορρόφησης νερού.
Το πλαστικό, από την άλλη, μπορεί εύκολα να ξανασχηματιστεί καθώς κρυώνει και επιστρέφει στη στερεή μορφή του, έτοιμο να επαναχρησιμοποιηθεί.
Το πείραμα αυτό μπορεί κάποτε να αναπαραχθεί σε βιομηχανικό περιβάλλον, εκτιμούν οι ερευνητές, με σημαντικές δυνατότητες εφαρμογής.
Οι πολυμερικές επικαλύψεις είναι παντού. Βελτιώνουν τη μόνωση, τη λίπανση και την αντοχή στη διάβρωση, την υγρασία και τη φθορά.
Προστατεύουν τα εσωτερικά μέρη των μηχανημάτων παραγωγής που βγάζουν τα προϊόντα του σούπερ μάρκετ και κρατούν τις οικιακές συσκευές σε λειτουργία.
Προστατεύουν επίσης τα ίδια μας τα σπίτια, εμποδίζοντας τη μούχλα ή απωθώντας το νερό της βροχής, ώστε να μην χρειάζεται να μαζεύουμε τις σταγόνες σε κατσαρόλες και τηγάνια, τα οποία επίσης έχουν προστατευτικές επιστρώσεις.
Τέλος, οι ερευνητές ανέδειξαν τη δυνατότητα χρήσης της εξάχνωσης των πολυμερών για τη βελτίωση της αποδοτικότητας στην ανακύκλωση πλαστικών, με το να «μολύνουν» το πολυμερές τους με τη χρωστική Nile red.
Συνήθως, η αφαίρεση τέτοιων προσθέτων από τα πλαστικά απορρίμματα απαιτεί επιπλέον χημική επεξεργασία, με υψηλό κόστος και κατανάλωση πόρων. Εδώ, όμως, οι ερευνητές αφαίρεσαν τη χρωστική από το πολυμερές τους σε ένα μόνο βήμα, με θέρμανση.
Συνολικά, είναι απίθανο να δούμε σύντομα φιγούρες Pokémon φτιαγμένες από poly(1,2-dithiolane) ή συσκευασίες take-away που ξανασχηματίζονται μόνες τους, χωρίς το λίπος.
Ωστόσο, ποιος ξέρει; Ακόμη και βιοϊατρικές εφαρμογές μπορεί να προκύψουν από παρόμοια βιοδιασπώμενα πολυμερή, όπως χειρουργικές κόλλες, υδρογέλες που οδηγούν σε αεροδιαπερατούς φακούς επαφής και νανοσωματίδια που μεταφέρουν φάρμακα στο σημείο της ασθένειας, όπως φαντάζονται οι ερευνητές.
Σχετικό: Τα πλαστικά απόβλητα μετατράπηκαν απευθείας σε υδρογόνο καύσιμο – χωρίς διαλογή
«Το συναρπαστικό είναι ότι αποδείξαμε μια αρχή που δεν ήταν διαθέσιμη μέχρι σήμερα», λέει ο Touseef Kazmi, χημικός μηχανικός στο University of Surrey και επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης.
«Αν μάθουμε να προσαρμόζουμε αυτή τη χημεία, θα μπορούσε τελικά να οδηγήσει σε νέα υλικά που θα είναι πιο εύκολα στην εφαρμογή, την αφαίρεση και την ανακύκλωση από πολλά από τα σημερινά πλαστικά».
Η έρευνα δημοσιεύτηκε στο Macromolecules.
Το άρθρο ελέγχθηκε για την ακρίβεια από τον Michael Irving και επιμελήθηκε από τον Michael Irving. Παρότι δίνουμε μεγάλη σημασία στη διαδικασία μας, παραμένουμε άνθρωποι. Αν εντοπίσετε κάποιο λάθος, ενημερώστε μας.
Το παρόν κείμενο δημιουργήθηκε με τη χρήση τεχνητής νοημοσύνης.
