Với gánh nặng rác thải cao su và nhựa ngày càng gia tăng trên trái đất, nhu cầu giảm thiểu rác thải và ô nhiễm thông qua tái chế theo quy trình khép kín (tức là tái chế cao su và nhựa có thể tái chế) ngày càng trở nên cấp thiết.Gần đây, một nhóm các nhà nghiên cứu tại Khoa hóa học tại Đại học Princeton đã công bố phát hiện ra một phân tử mới có thể giúp phục hồi vòng kín.
Có thông tin cho rằng đây là một phân tử polybutadiene mới.Phân tử này có nguồn gốc từ một vật liệu được biết đến trong hơn một thế kỷ và được sử dụng để tạo ra các sản phẩm thông thường như lốp xe và giày.Kết quả nghiên cứu đã được công bố trên tạp chí khoa học nổi tiếng Nature Communications vào ngày 25 tháng này.
Cụ thể, báo cáo rằng trong quá trình trùng hợp, một phân tử được gọi là (1, n '- divinyl) oligocyclobutan được liên kết theo một trình tự hình vuông lặp đi lặp lại, là một cấu trúc vi mô chưa được thực hiện trước đây có thể đảo ngược hoặc khử phân tử quá trình trùng hợp.Nói cách khác, butadien có thể được "nén" thành một polyme mới;Sau đó, polyme có thể được giải nén thành monome ban đầu để tái sử dụng.
Trước đây, quá trình khử trùng hợp được thực hiện thông qua các polyme đặc biệt hoặc thích hợp đắt tiền, đòi hỏi nhiều bước, nhưng các nguyên liệu thô phổ biến như polybutadiene chưa bao giờ được sử dụng để hoàn thành quá trình khử trùng hợp.Polybutadiene là một trong bảy sản phẩm hóa dầu lớn trên thế giới.Butadien là một loại hợp chất hữu cơ dồi dào, là sản phẩm phụ chính của quá trình phát triển nhiên liệu hóa thạch.Nó được sử dụng để sản xuất cao su tổng hợp và các sản phẩm nhựa.
Các nhà nghiên cứu cho biết: "Việc sử dụng một loại hóa chất rất phổ biến mà con người đã nghiên cứu và polyme hóa trong nhiều thập kỷ để tạo ra một vật liệu mới, chưa nói đến việc làm cho nó có những đặc tính bẩm sinh thú vị, không chỉ là bất ngờ mà còn là một tiến bộ lớn thực sự".
"Con người rất giỏi trong việc tạo ra butadien. Khi bạn có thể tìm thấy những ứng dụng hữu ích khác cho phân tử này, điều đó rất tốt vì chúng ta có rất nhiều phân tử này."Các nhà nghiên cứu cho biết thêm.
Nguyên tắc tái chế
Ngành công nghiệp hóa chất thường sử dụng một số lượng nhỏ các thành phần để tạo ra hầu hết các loại nhựa và cao su thương mại.Ba ví dụ tương tự là ethylene, propylene và butadiene.Một thách thức lớn trong việc tái chế những vật liệu này là chúng thường cần được kết hợp và sau đó được thêm vào các chất phụ gia khác để tạo ra nhựa và cao su.Các chất phụ gia có thể cung cấp các đặc tính hoạt động mong muốn, chẳng hạn như độ cứng của vỏ kem đánh răng hoặc độ nhẹ của túi đựng hàng tạp hóa.Tuy nhiên, các "thành phần" này phải được tách ra một lần nữa trong quá trình khôi phục.
Tuy nhiên, các bước hóa học liên quan đến quá trình phân tách và đầu tư năng lượng cần thiết để thực hiện quá trình phân tách làm cho chi phí thu hồi cao, đặc biệt là đối với nhựa dùng một lần.Nhựa rẻ, nhẹ và dễ sử dụng, nhưng thiết kế của nó không tính đến việc xử lý chất thải.Các nhà nghiên cứu cho rằng, đây là một vấn đề lớn và liên tục "ném tuyết" mà thế giới phải đối mặt.
Như một giải pháp thay thế khả thi, nghiên cứu trên cho thấy rằng polyme butadien gần như ngang bằng với monome về năng lượng, điều này làm cho nó trở thành vật liệu ứng cử viên cho chu trình hóa học vòng kín.Các nhà nghiên cứu rất vui mừng về triển vọng của oligocyclobutan này và có kế hoạch tiến hành nghiên cứu chuyên sâu hơn về vật liệu bền vững và có thể tái chế về mặt hóa học này.
