Biomedya - Biyoteknoloji & Yaşam Bilimleri

2020'de yapılan bir araştırmaya göre, Amerika Birleşik Devletleri yılda yaklaşık 46,3 milyon ton plastik çöp üreterek en fazla plastik çöp üreten ülke oldu.

Bu şekilde devam ederse Amerika’nın %9'luk geri dönüşüm oranı asla korunamayacak. Günümüz plastiklerinin kimyası geri dönüşümü çok zor hale getiriyor. Eritilebilen termoplastikler bile her yeniden kullanımda zayıflar. Bu da geri dönüşümün önündeki gerçek engel olan ekonomik sorunlar olduğunu gösteriyor. Geri dönüşüme kar teşvikinin olmaması geri dönüşüm miktarının yetersiz kalmasına neden oluyor.

Ancak Chapel Hill'deki Kuzey Carolina Üniversitesi'nden bir grup kimyager, plastikleri parçalamak için bir yöntem keşfederek orijinalinden daha güçlü ve daha dayanıklı yeni bir malzeme oluşturarak işleri tersine çevirdi. Bu durum malzemenin potansiyel olarak daha değerli olduğu anlamına geliyor.

UNC Sanat ve Bilim Koleji'nde kimya profesörü olan Frank Leibfarth, “Yaklaşımımız plastik atıkları yeni moleküller ve materyallerin üretimi için potansiyel olarak değerli bir kaynak olarak görüyor” dedi. Leibfarth, bu yöntemin plastiği geri dönüştürmek için ekonomik bir teşvik sağlayabileceğini ve çöpleri kelimenin tam anlamıyla hazineye dönüştürebileceğini umduğunu söyledi. 

Kimyasal sentezde uzmanlaşmış Leibfarth ve UNC-Chapel Hill profesörü Erik Alexanian, Science dergisinde plastik geri dönüşümün içinde bulunduğu kısır döngüyü sonlandırabilecek yaklaşımı anlatıyor.

Karbon-hidrojen bağları, doğadaki en güçlü kimyasal bağlardan bazılarıdır. Kararlılıkları, doğal ürünleri ilaca dönüştürmeyi zorlaştırır ve ticari plastiklerin geri dönüştürülmesini zorlaştırır.

Ancak, market poşetlerinde, soda ve su şişelerinde, gıda ambalajlarında, otomobil parçalarında ve oyuncaklarda kullanılan modern plastiğin yapı taşları olan polimerlerde yaygın olan karbon-hidrojen bağlarını değiştirerek, polimerlerin ömrü tek kullanımın ötesine uzatılabilir.

UNC kimyagerleri, hidrojen atomlarını tıbbi bileşiklerden ve polimerlerden ayırabilen yeni tanımlanmış bir reaktifle, daha önce reaktif olmadığı düşünülen yerlerde yeni bağlar kurabildiler.

Alexanian, "Yaklaşımımızın çok yönlülüğü, çok çeşitli önemli bileşikler üzerinde karbon-hidrojen bağlarının birçok değerli dönüşümünü sağlamasıdır." dedi. 

Çöpü Hazineye Dönüştürmek

Carolina'daki Leibfarth Grubu’nun odağı, daha akıllı, daha işlevsel ve daha sürdürülebilir polimerler tasarlamak.

NC Policy Collaboratory'nin desteğiyle ekip, tehlikeli kimyasalları içme suyundan uzaklaştırabilen süper emici bir polimer geliştirdi.

Araştırmacılar, geri dönüşümü zor plastik atıkları yüksek değerli bir polimer sınıfına dönüştürmeye yardımcı olmak için yenilikçi yaklaşımı kullanmayı düşündüler.

İşe, nakliye sırasında elektroniği korumak için kullanılan ve aksi takdirde çöplüklere giden plastik köpük ambalajlarla başladılar. Tüketici sonrası köpük örnekleri, bir geri dönüşüm şirketi olan High Cube LLC, Durham, N.C tarafından sağlandı. Köpük, ticari poliolefin adı verilen düşük yoğunluklu bir plastikten yapılmıştır. 

Kimyagerler, poliolefinden seçici olarak hidrojen atomlarını çekerek, tek kullanımlık plastiğin ömrünü, iyonomer olarak bilinen yüksek değerli bir plastiğe dönüştürerek uzatmanın bir yolunu buldular. Popüler iyonomerlere örnek olarak, çeşitli gıda ambalajlarında kullanılan bir malzeme olan Dow's SURLYNTM gösterilebilir.

Çoğu geri dönüştürülmüş plastik, halı veya polyester giysiler gibi daha düşük kaliteli ürünlere dönüştürülür ve bunlar da yine çöplüklere gidebilir. Su yollarına atılan plastikler, okyanuslara ulaşarak, kaplumbağaların bu plastiği yiyecekle karıştırmasına neden olup deniz yaşamını tehlikeye atıyor.