پلاستیک های بازیافت پذیر به عنوان مهمترین دغدغه جوامع توسعه یافته در سال های اخیر، همواره محلی برای ارائه دیدگاه ها و نظرات دانشمندان پلیمر بوده است.
اکنون تعدادی از همین پلیمریست ها موفق به ساخت نسل جدیدی از پلاستیک های بازیافت پذیر شده اند که قادر است بارها در چرخه بازیافت، به مواد جدیدی با شکل ها و رنگ های متفاوت تبدیل شود.
پلاستیک ها به عنوان موادی سبک، عالی و محکم شناخته می شوند که تقریبا هر آنچه را که بخواهید، می توانید به کمک آنها تولید کنید. البته این مزیت ها زمانی است که دیگر به آنها نیازی نداشته باشید؛ چون در غیر این صورت تبدیل به مشکلی بزرگ خواهند شد.
اغلب پلاستیک هایی که استفاده می کنیم، حاوی مقادیر زیادی از انواع رنگدانه ها، پر کننده ها و یا بازدارنده های آتش هستند. تعداد محدودی از پلاستیک ها را می توانید بیابید که بتوان بدون کاهش کارایی یا خصوصیات فیزیکی شان، آنها را بازیافت کرد.
حتی PET که بازیافت پذیرترین پلاستیک موجود است و در حال حاضر در بطری ها نوشیدنی (مثل آب، نوشابه، آبمیوه و …) استفاده می شود، تنها به میزان ۲۰ الی ۳۰ درصد بازیافت پذیر است و مازاد آن را وارد دستگاه های زباله سوز کرده و یا نهایتا دفن می کنند؛ جایی که تجزیه چنین مواد کربنی ای، نیاز به قرن ها زمان دارد.
به نقل از Science daily، اکنون گروهی از محققان آزمایشگاه برکلی ایالات متحده آمریکا توانسته اند پلاستیک بازیافت پذیرتری را طراحی کنند که همچون اسباب بازی لگو، قادر است در سطح مولکولی به اجزای تشکیل دهنده خود تجزیه شده و مجددا به شکل ها یا رنگ های دیگری در بیاید؛ ضمن آنکه خواص فیزیکی و مکانیکی شان دچار نقصان نشود.
ویژگی های این ماده جدید که به نام PDK معرفی شده است، در مجله Nature Chemistry گزارش شده است. یکی از محققان این پروژه، «پیتر کریستنسن» از آزمایشگاه برکلی است که می نویسد:
«اغلب در پلاستیک هایی که کارخانجات مختلف تولید می کنند، هدف بازیافت پذیر بودن در نظر گرفته نشده است اما ما راه حل جدیدی برای تولید پلاستیک هایی که در سطح مولکولی بازیافت پذیر باشند، پیدا کرده ایم.»
محققان قصد دارند با تشویق فرآیند بازیافت و استفاده از پلاستیک های قابل بازیافتی که از جنس PDK هستند، مانعی برای انباشته شدن پلاستیک ها روی زمین و یا روانه شدن آنها به سمت اقیانوس ها شوند.
پیتر ادامه می دهد:
«در پلاستیک های موسوم به PDK، جایگزین شدن پیوندهای قابل بازگشتی با پیوندهای غیر قابل تغییر موجود در پلاستیک های متداول انجام شده است که باعث ساخت پلاستیک های بازیافت پذیر می شود.»
پلاستیک های بازیافت پذیر نسل جدید pdk
برخلاف پلاستیک های رایج، مونومرهای این پلاستیک PDK می تواند بازیابی شده و در اثر محلول های اسیدی، از هرگونه ترکیبی که به آن افزوده شده است، آزاد شود. اسید سبب شکستگی پیوندهای بین مونومرها شده و افزودنی هایی را که موجب شکل یافتگی این پلیمر و یا رنگدهی آن شده اند، آزاد می کند.
«برت هلمز»، یکی دیگر از محققان این پروژه بوده است که می گوید:
«ما علاقمند به یک فرآیند شیمیایی هستیم که چرخی پلاستیک ها را از خطی به چرخشی تبدیل کند. ما فرصتی در این مواردی که گزینه های بازیافتی ندارند می بینیم.
این موارد شامل انواع چسب ها، کفش ها، قابل تلفن، بندهای ساعت، اتصالات رایانه ها و ترموست های سختی که با قالب ریزی مواد پلاستیکی مذاب ساخته می شوند هستند.»
گفتنی است که این دانشمندان زمانی به ویژگی هیجان انگیز چرخشی پلاستیک PDK پی بردند که کریستنسن داشت اسیدهای گوناگون را روی اجزای مورد استفاده برای ساخت چسب های PDK امتحان می کرد.
او دریافت که ترکیب چسب دچار تغییر شده است. کریستنسن که درباره نحوه تغییر چسب کنجکاو شده بود، ساختار مولکولی نمونه را با استفاده از دستگاه طیف سنجی NMR بررسی کرد. او نوشت:
«در کمال شگفتی، آنها مونومرهای اولیه بودند!»
سرانجام آنها پس از آزمایش فرمولاسیون های مختلف نشان دادند که اسید نه تنها پلیمرهای PDK را به مونومر تجزیه کرده، بلکه این فرآیند سبب آزاد شدن مونومرها از سایر افزودنی ها نیز شده است.
این گروه موفق به اثبات این پدیده شدند که مونومرهای بازیافتی PDK قادر هستند دوباره به شکل پلیمر درآمده و پلیمرهای بازیافتی را که دیگر ویژگی های گذشته خود را ندارند، می توان به پلاستیکی جدید تبدیل کرد.
اما نتیجه ای که برای عموم مردم جذاب است، دقیقا همینجاست. اگر بند ساعت مشکلی شکسته خود را که در سطل زباله انداخته اید از PDK تولید شده باشد، می تواند به عنوان یک کیبورد کامپیوتر زندگی جدیدی را آغاز کند. ضمن اینکه می توان با افزودن ویژگی های دیگر، خواص فیزیکی و مکانیکی این پلاستیک ها را افزایش داد.
دانشمندان عقیده دارند که پلاستیک های بازیافت پذیر نسل جدید آنها قادر است جایگزین خوبی برای بسیاری از پلاستیک های غیر قابل بازیافتی شود که امروزه مورد استفاده قرار می گیرد.
هلمز در پایان به روند کنونی شان اشاره می کند و مسیری که حالا باید به طریق دیگر ادامه دهند:
«ما در نقطه ای ایستاده ایم که برای ذخیره و فرآیند کردن ضایعات، می بایستی به تجهیزات بازیافت مان فکر کنیم. اگر این تجهیزات برای بازفرآوری یا به‌یافت PDK و پلاستیک های مرتبط طراحی شده باشد، بهتر خواهیم توانست پلاستیک ها را از زیر زمین و اقیانوس ها پاکسازی کنیم.
این یک مقطع زمانی شگفت انگیز است که ما در مورد نحوه طراحی مواد و تجهیزات پلاستیک های بازیافت پذیر فکر می کنیم تا پلاستیگ های چرخشی را وارد بازار کنیم.»
محققان قصد دارند پلاستیک های PDK را در کاربردهای مختلف از جمله منسوجات، فوم های حرارتی و عایق و همچنین پرینترهای سه بعدی توسعه دهند. ضمن اینکه آنها به دنبال گسترش فرمولاسیون این نوع پلاستیک به کمک افزودن مواد گیاهی پایدار دیگر هستند.