تولید صابون از پلاستیک‌های دور ریز

به گزارش آی‌ای، پژوهشگران برای اولین بار از پلاستیک برای تولید صابون استفاده کردند. برای دستیابی به این هدف، گروهی به سرپرستی دانشمندان مؤسسه «ویرجینیا تِک» این رویکرد جدید را ابداع کردند.

این روش نوآورانه به آنها اجازه می‌دهد تا پلاستیک‌ها را به مواد شیمیایی موسوم به سورفکتانت‌ها(surfactants) تبدیل کنند که به طور گسترده در ساخت صابون و مواد شوینده استفاده می‌شود.

گفته می‌شود که پلاستیک‌ها از نظر شیمیایی شبیه به اسیدهای چرب موجود در صابون‌ها هستند. به دلیل این شباهت، دانشمندان این فرضیه را مطرح کردند که پلی اتیلن ممکن است به اسیدهای چرب و در نهایت به صابون تبدیل شود.

با این حال، این کار ساده‌ای نیست. پژوهشگران با مشکل اندازه مواجه شدند. پلاستیک‌ها در سطح مولکولی نسبتاً بزرگ هستند و تقریباً ۳۰۰۰ اتم کربن دارند، اما اسیدهای چرب بسیار کوچک‌تر هستند.

پژوهشگران برای رفع این مشکل، یک راکتور اجاق‌مانند ساختند که می‌توان از آن برای سوزاندن ایمن پلاستیک استفاده کرد.

برای این کار، کف اجاق تا درجه بالایی گرم شد تا زنجیره‌های پلیمری شکسته شود، در حالی که قسمت بالایی آن در دمای پایین باقی می‌ماند تا از شکسته شدن بیش از حد آنها جلوگیری شود. این فرآیند به عنوان گرماکافت گرادیان دما شناخته می‌شود و حاصل این فرآیند، ماده‌ای است که از پلی‌اتیلن با زنجیره کوتاه که نوعی موم است، ساخته شده بود.

گرماکافت (thermolysis) یا تجزیه گرمایی یک تجزیه شیمیایی است که در اثر گرما پدید می‌آید. دمای تجزیه یک ماده، دمایی است که در آن ماده از نظر شیمیایی تجزیه می‌شود. این واکنش معمولاً گرماگیر است، چون نیاز است تا گرما بدهیم تا پیوندها شکسته شود. اگر یک تجزیه شیمیایی گرماده باشد، باید سامانه‌ای ایجاد کرد تا گرما را بیرون دهد یا حتی احتمال انفجار نیز وجود دارد.

سرانجام پژوهشگران چند مرحله دیگر از جمله صابون‌سازی را به این فرآیند اضافه کردند که به آنها اجازه داد تا «اولین صابون جهان را از پلاستیک بسازند».

این فرآیند جدید برای پلی اتیلن و پلی پروپیلن، دو شکل پرکاربرد پلاستیک قابل استفاده است. این دو شکل، بیش از نیمی از زباله‌های پلاستیکی را تشکیل می‌دهند که مقدار آنها هر ساله به حدود ۲۰۰ میلیون تن می‌رسد.

گفتنی است که بیش از ۸۰ درصد زباله‌های پلاستیکی، دور ریخته می‌شوند و کمتر از ۱۰ درصد آنها بازیافت می‌شوند.

ژن ژو، نویسنده اصلی این مقاله گفت: پژوهش ما مسیر جدیدی را برای چرخه مجدد پلاستیک بدون استفاده از کاتالیزورهای جدید یا روش‌های پیچیده نشان می‌دهد. در این کار، ما پتانسیل یک استراتژی متوالی برای بازیافت پلاستیک را نشان داده‌ایم.

وی افزود: این پژوهش، جامعه علمی را ترغیب می‌کند تا در آینده طرح‌های خلاقانه‌تری از روش‌های بازیافت را توسعه دهند.

این مطالعه در مجله Science منتشر شده است.