Даже если бы каждый смог выяснить коды утилизации, напечатанные на дне контейнеров с йогуртом, и собрать все свои пластиковые бутылки в мусорные контейнеры, все еще остается довольно высокая вероятность того, что большая часть их пластиковых отходов в конечном итоге окажется на свалке или мусоросжигательный завод вместо того, чтобы превратиться в скамейку для игр. Это потому, что многие пластмассы просто не могут быть повторно использованы из-за добавок, добавленных с ними. Но новый материал, разработанный в Национальной лаборатории им. Лоуренса в Беркли, может в конечном итоге стать решением, позволяющим перерабатывать пластик снова и снова.
Понимание того, как работает новый процесс, означает немного понять химию пластика. Большинство пластиков изготавливаются из полимеров, цепочек водорода и углерода, которые в основном получены из нефтепродуктов, таких как сырая нефть. Полимеры состоят из более коротких нитей, называемых мономерами. Для придания пластику определенных характеристик, таких как прочность, гибкость или цвет, добавляются определенные химические вещества, которые образуются в результате прочных связей с мономерами.
Хотя многие полимеры являются термопластичными, то есть их можно расплавить и использовать повторно, связанные с ними добавки могут мешать процессу. Таким образом, когда пластмассы измельчаются и смешиваются для переработки, все эти добавки делают конечный продукт непредсказуемым и более низкого качества. Вот почему большая часть переработанного пластика «перерабатывается» или превращается в предметы, такие как сумки или скамейки, вместо того, чтобы завершить цикл переработки, превращаясь в кувшины для молока, бутылки с водой и контейнеры с греческим йогуртом.
«Большинство пластиков никогда не предназначались для переработки», - говорит Питер Кристенсен из лаборатории Беркли и ведущий автор нового исследования в области химии природы в пресс-релизе. «Но мы обнаружили новый способ сборки пластмасс, который учитывает переработку с молекулярной точки зрения».
Кристенсен и его команда обнаружили, что один тип полимера, называемый полидикетоамин, или PDK, может быть успешно отделен от добавок после его погружения в сильно кислотный раствор, который оставляет после себя исходные мономеры. Дальнейшие испытания показали, что эти восстановленные мономеры достаточно высокого качества, чтобы их можно было использовать для производства высококачественного пластика. Вместо того, чтобы «перерабатывать», PDK можно «перерабатывать», замыкая цикл утилизации.
Теперь исследователи надеются разработать различные пластмассы на основе ПДК для таких вещей, как пена, текстиль и другие применения. Надежда состоит в том, что перерабатывающие мощности также могут быть модернизированы для переработки нового пластика. «это может значительно снизить утечку пластмасс в окружающую среду», - говорит Джон Шлосберг, старший исследователь проекта, в ABC News. «Этот сломанный черный ремешок для часов, который вы выбросили в мусорное ведро, может обрести новую жизнь в качестве компьютерной клавиатуры, если он сделан из наших пластмасс PDK».
В настоящее время, однако, перерабатываемый PDK был переработан только в лаборатории, и команда не проверила его в промышленном масштабе. Но это не единственный полимер, который может улучшить переработку пластмасс. В прошлом году исследователи из Университета штата Колорадо объявили об открытии «бесконечно» перерабатываемого полимера, который можно превратить в пластик, а затем превратить обратно в мономеры с помощью катализатора.
Хотя, как мы надеемся, эти «более экологичные» пластмассы помогут снизить загрязнение пластмасс в будущем, человечеству по-прежнему необходимо иметь дело с 18 миллиардами фунтов обычного пластика, которые попадают в наши океаны каждый год, и с 6,300 миллионами метрических тонн пластика, созданного с 1950 года. В прошлом году, согласно исследованию, 79 процентов этих отходов все еще были у нас, плавали в море, сидели на свалках или разбросаны по всей сельской местности.