He ilmoittivat tänään, että tutkijat ovat kehittäneet tavan käyttää lasereita muovien ja muiden materiaalien molekyylien räjäyttämiseen pienimpiin osiin tulevaa uudelleenkäyttöä varten.
Menetelmässä nämä materiaalit asetetaan kaksiulotteisten materiaalien, joita kutsutaan siirtymämetallidikalkogenideiksi, päälle ja säteilytetään sitten valolla.
Löytöllä on potentiaalia parantaa tapaamme käsitellä tällä hetkellä vaikeasti hajottavia muoveja. Tulokset on julkaistu Nature Communications -lehdessä.
"Hyödyntämällä näitä ainutlaatuisia reaktioita voimme tutkia uusia tapoja muuttaa ympäristön epäpuhtaudet arvokkaiksi uudelleenkäytettäviksi kemikaaleiksi, mikä edistää kestävämmän ja kiertotalouden kehitystä", sanoi Yuebing Zheng, professori Walkerin konetekniikan osastolta Cockrellin. Teksasin yliopiston tekniikan korkeakoulu Austinissa ja yksi projektin johtajista. "Tällä löydöllä on tärkeitä vaikutuksia ympäristöhaasteisiin vastaamiseen ja vihreän kemian alan edistämiseen."
Muovisaaste on muodostunut maailmanlaajuiseksi ympäristökriisiksi, ja miljoonia tonneja muovijätettä kertyy vuosittain kaatopaikoille ja valtameriin. Perinteiset muovien hajoamismenetelmät ovat usein energiaintensiivisiä, ympäristölle haitallisia ja tehottomia. Tutkijat kuvittelevat käyttävänsä tätä uutta löytöä tehokkaiden muovin kierrätystekniikoiden kehittämiseen saastumisen vähentämiseksi.
Tutkijat käyttivät pienitehoista valoa murtamaan muovin kemialliset sidokset ja luomaan uusia, muuttaen materiaalin valoa säteileviksi hiilipisteiksi. Nämä hiilipisteet ovat erittäin kysyttyjä hiilipohjaisten nanomateriaalien monipuolisuuden vuoksi, ja niitä voitaisiin mahdollisesti käyttää muistilaitteina seuraavan sukupolven tietokonelaitteissa.
"On jännittävää muuttaa muovit, jotka eivät koskaan hajoa materiaaleiksi, jotka ovat hyödyllisiä monille eri teollisuudenaloille", sanoi Jingang Li, UC Berkeleyn jatko-opiskelija, joka aloitti tämän tutkimuksen UT Austinissa.
Erityistä reaktiota, johon hän viittasi, kutsutaan "CH-aktivaatioksi", jossa orgaanisten molekyylien hiili-vetysidokset hajoavat valikoivasti ja muuttuvat uusiksi kemiallisiksi sidoksiksi. Tässä tutkimuksessa 2D-materiaali katalysoi reaktiota muuttaen vetymolekyylit kaasuksi, mikä mahdollisti hiilimolekyylien sitoutumisen toisiinsa muodostaen hiilipisteitä, jotka tallentavat tietoa.
Lisätutkimusta ja kehitystä tarvitaan tämän valokäyttöisen CH-aktivointiprosessin optimoimiseksi ja sen skaalaamiseksi teollisiin sovelluksiin. Tämä tutkimus on kuitenkin tärkeä edistysaskel kestävien ratkaisujen etsimisessä muovijätehuoltoon.
Tässä tutkimuksessa esitettyä valokäyttöistä CH-aktivointiprosessia voidaan soveltaa moniin pitkäketjuisiin orgaanisiin yhdisteisiin, mukaan lukien polyeteeni ja pinta-aktiiviset aineet, joita käytetään yleisesti nanomateriaalijärjestelmissä.
Muut kirjoittajat ovat Texasin yliopistosta Austinista, Tohokun yliopistosta Japanista, Kalifornian yliopistosta Berkeleystä, Lawrence Berkeley National Laboratorysta, Baylorin yliopistosta ja Pennsylvania State Universitystä.
Työtä tukivat National Institutes of Health -instituutit, National Science Foundation, Japan Society for the Promotion of Science, Hirose Foundation ja National Natural Science Foundation of China.
