مع تزايد عبء نفايات المطاط والبلاستيك على الأرض ، أصبحت الحاجة إلى تقليل النفايات والتلوث من خلال إعادة التدوير ذات الحلقة المغلقة (أي إعادة تدوير المطاط والبلاستيك القابل لإعادة التدوير) أكثر إلحاحًا.في الآونة الأخيرة ، أعلن فريق من الباحثين في قسم الكيمياء بجامعة برينستون عن اكتشاف جزيء جديد يمكن أن يساعد في تحقيق الانتعاش في الحلقة المغلقة.
تم الإبلاغ عن أن هذا جزيء جديد متعدد البوتادين.يأتي الجزيء من مادة معروفة منذ أكثر من قرن وتستخدم في صنع منتجات شائعة مثل الإطارات والأحذية.ونشرت نتائج البحث في المجلة العلمية الشهيرة Nature Communications في الخامس والعشرين من الشهر الجاري.
على وجه التحديد ، تم الإبلاغ عن أنه أثناء عملية البلمرة ، يرتبط جزيء يسمى (1، n '- divinyl) oligocyclobutane بتسلسل مربع متكرر ، وهو عبارة عن بنية مجهرية غير محققة سابقًا يمكنها عكس أو إزالة البلمرة من عملية البلمرة.بمعنى آخر ، يمكن "ضغط" البوتادين في بوليمر جديد ؛يمكن بعد ذلك فك ضغط البوليمر وتحويله إلى مونومر أصلي لإعادة استخدامه.
في الماضي ، كانت إزالة البلمرة تتم من خلال مكانة باهظة الثمن أو بوليمرات خاصة ، والتي تتطلب العديد من الخطوات ، ولكن لم يتم استخدام المواد الخام الشائعة مثل البولي بوتادين لإكمال إزالة البلمرة.يعد Polybutadiene أحد المنتجات البتروكيماوية السبعة الرئيسية في العالم.البوتادين هو نوع من المركبات العضوية الوفيرة ، وهو المنتج الثانوي الرئيسي لتطوير الوقود الأحفوري.يتم استخدامه لصنع المطاط الصناعي والمنتجات البلاستيكية.
قال الباحثون: "إن استخدام مادة كيميائية شائعة جدًا درسها الناس وبلمرتها لعقود من الزمن لإنتاج مادة جديدة ، ناهيك عن جعلها تتمتع بخصائص فطرية مثيرة للاهتمام ، ليس فقط غير متوقع ، ولكنه تقدم كبير حقيقي أيضًا".
"البشر جيدون في صنع البوتادين. عندما تجد تطبيقات مفيدة أخرى لهذا الجزيء ، فهو جيد جدًا لأن لدينا الكثير من هذا الجزيء."وأضاف الباحثون.
مبدأ إعادة التدوير
عادة ما تستخدم الصناعة الكيميائية عددًا صغيرًا من المكونات لصنع معظم البلاستيك والمطاط التجاري.ثلاثة أمثلة مماثلة هي الإيثيلين والبروبيلين والبيوتادين.يتمثل أحد التحديات الرئيسية في إعادة تدوير هذه المواد في أنها غالبًا ما تحتاج إلى دمجها ثم إضافتها مع إضافات أخرى لصنع البلاستيك والمطاط.يمكن أن توفر المواد المضافة خصائص الأداء المطلوبة ، مثل صلابة غطاء معجون الأسنان أو خفة كيس البقالة.ومع ذلك ، يجب فصل هذه "المكونات" مرة أخرى في عملية الاسترداد.
ومع ذلك ، فإن الخطوات الكيميائية المتضمنة في عملية الفصل واستثمار الطاقة المطلوبة لتحقيق الفصل تجعل تكلفة الاسترداد عالية ، خاصة بالنسبة للبلاستيك القابل للتصرف.البلاستيك رخيص وخفيف وسهل الاستخدام ، لكن تصميمه لا يأخذ في الاعتبار التخلص من النفايات.وقال الباحثون إن هذه مشكلة كبيرة تواجه العالم وتتزايد باستمرار.
كبديل محتمل ، يُظهر البحث أعلاه أن بوليمر البوتادين يكاد يكون مساويًا لمونومر في الطاقة ، مما يجعله مادة مرشحة لدورة كيميائية مغلقة الحلقة.الباحثون متحمسون بشأن احتمالية وجود القليل من البيوتان الحلقي ويخططون لإجراء المزيد من الأبحاث المتعمقة حول هذه المادة المستدامة والقابلة لإعادة التدوير كيميائيًا.
يجب أن تكون رسالتك بين 20-3000 حرف!
