Acești ingineri au creat o abordare complet nouă a reciclării plasticului

Planeta noastră și tot ceea ce trăiește pe ea se înclină sub greutatea tuturor deșeurilor de plastic pe care le producem. Volumul acestor materiale non-biodegradabile care sunt aruncate după utilizare crește doar, așa că avem nevoie de noi modalități de procesare rapidă.

Un nou studiu de dovadă a conceptului demonstrează o abordare complet nouă a reciclării plasticului, inspirată de modul natural de „reciclare” a componentelor materialelor organice. Polimeri prezent în mediul nostru.

Abordarea ia direcție din faptul că Proteine În interior, polimerii organici sunt împărțiți în mod constant în bucăți și reasamblate în diferite proteine, fără a pierde calitatea blocurilor lor. Practic, când vine vorba de reciclarea plasticului – un polimer sintetic – fără a-l descompune, trebuie să ne gândim mai mici.

Proteinele sunt unul dintre principalii compuși organici care servesc drept elemente constitutive pentru tot ceea ce este biologic. Sunt lanțuri lungi de molecule (sau monomeri) cunoscuți sub numele de aminoacizi, iar cercetătorii cred că modul în care aceste molecule pot fi descompuse și remodelate indică o strategie potențială pentru reciclarea polimerilor sintetici.

„Proteina este ca un șir de perle, în care fiecare perlă este un aminoacid.” Omul de știință al materialelor, Simon Giavieri, spune:De la Institutul Federal Elvețian de Tehnologie (EPFL) din Elveția.

„Fiecare perlă are o culoare diferită, iar secvența de culoare determină structura lanțului și, prin urmare, proprietățile sale. În natură, lanțurile proteice se descompun în aminoacizii constitutivi, iar celulele pun acești aminoacizi laolaltă pentru a forma noi proteine ​​- adică fac noi fire de perle cu o secvență de culoare diferită. ”

Cercetătorii au numit abordarea lor „reciclarea economiei circulare inspirate de natură” sau pe scurt NaCRe.

În testele de laborator, echipa a reușit să descompună proteinele specifice în aminoacizi, apoi să le asambleze în proteine ​​noi cu structuri și utilizări diferite. Într-un caz, au transformat proteinele din mătase în proteine ​​fluorescente verzi, un trasor strălucitor utilizat în cercetarea biomedicală. În ciuda acestei demontări și reconstrucții, calitatea proteinelor rămâne constantă.

(Giaveri și colab., materiale avansate, 2021)

Conform analizei echipei, mecanismele care apar în mod natural în proteine ​​pot fi aplicate și la plastic, deși dezvoltarea și extinderea tehnologiei necesare va dura ceva timp.

Există diferențe semnificative între polimerii naturali și sintetici de luat în considerare, dar cercetătorii spun că această nouă abordare a reciclării este posibilă – și va păstra materialul în uz cât mai mult timp posibil.

„Ar necesita o mentalitate radical diferită” Omul de știință al materialelor Francesco Stellaci spune:din EPFL. „Polimerii sunt fire de perle, dar polimerii sintetici sunt preparați în mare parte din perle care au toate aceeași culoare și când culoarea este diferită, secvența de culoare rareori contează.”

„Mai mult decât atât, nu avem o metodă eficientă de sintetizare a polimerilor sintetici din perle de diferite culori într-un mod care le controlează succesiunea.”

Chiar și materialele plastice biodegradabile creează reziduuri reziduale care trebuie depozitate sau îngropate după terminarea procesului de reciclare, cu lovitura obișnuită asupra mediului în ceea ce privește utilizarea terenului și poluarea. O nouă strategie vă poate ajuta să remediați acest lucru.

Cercetătorii estimează că, pe o durată de viață de 70 de ani, o persoană obișnuită aruncă aproximativ 2 tone metrice de plastic – și având în vedere aproximativ 8 miliarde de oameni de pe planetă chiar acum, aceasta este o cantitate dezastruoasă de deșeuri.

Și, deși facem unele progrese în abordarea problemei poluării cu plastic, nu este suficient de aproape în acest moment. O schimbare fundamentală în gândire și acțiune este necesară pentru a împiedica plasticul să facă mai mult rău lumii și sănătății noastre.

„În viitor, durabilitatea va presupune împingerea reciclării la limite, aruncarea multor lucruri diferite și reciclarea amestecului pentru a crea un material nou diferit în fiecare zi”, Spune Stellaci. Natura face asta deja.

Căutarea a fost publicată în materiale avansate.