ด้วยภาระที่เพิ่มขึ้นของขยะยางและพลาสติกบนโลก ความจำเป็นในการลดของเสียและมลพิษผ่านการรีไซเคิลแบบปิด (เช่น การรีไซเคิลยางและพลาสติกรีไซเคิล) กลายเป็นเรื่องเร่งด่วนมากขึ้นเรื่อยๆเมื่อเร็ว ๆ นี้ทีมนักวิจัยในภาควิชาเคมีของมหาวิทยาลัยพรินซ์ตันได้ประกาศการค้นพบโมเลกุลใหม่ที่สามารถช่วยให้เกิดการกู้คืนแบบวงปิดได้
มีรายงานว่านี่คือโมเลกุลโพลิบิวทาไดอีนใหม่โมเลกุลนี้มาจากวัสดุที่รู้จักกันมากว่าศตวรรษ และใช้ทำผลิตภัณฑ์ทั่วไป เช่น ยางรถยนต์และรองเท้าผลการวิจัยได้รับการตีพิมพ์ในวารสารทางวิทยาศาสตร์ที่มีชื่อเสียง Nature Communications เมื่อวันที่ 25 ของเดือนนี้
โดยเฉพาะอย่างยิ่ง มีรายงานว่าในระหว่างกระบวนการโพลีเมอไรเซชัน โมเลกุลที่เรียกว่า (1,n '- divinyl) oligocyclobutane ถูกเชื่อมโยงในลำดับกำลังสองซ้ำ ซึ่งเป็นโครงสร้างจุลภาคที่ยังไม่เกิดขึ้นจริงก่อนหน้านี้ซึ่งสามารถย้อนกลับหรือทำให้กระบวนการโพลีเมอไรเซชันสลายตัวได้กล่าวอีกนัยหนึ่ง บิวทาไดอีนสามารถ "บีบอัด" เป็นพอลิเมอร์ชนิดใหม่ได้จากนั้นโพลีเมอร์สามารถถูกบีบอัดให้เป็นโมโนเมอร์ดั้งเดิมเพื่อนำกลับมาใช้ใหม่ได้
ในอดีต การดีพอลิเมอไรเซชันทำได้สำเร็จผ่านโพรงที่มีราคาแพงหรือโพลีเมอร์พิเศษ ซึ่งต้องใช้หลายขั้นตอน แต่วัตถุดิบทั่วไป เช่น พอลิบิวทาไดอีนไม่เคยถูกนำมาใช้เพื่อทำให้กระบวนการดีพอลิเมอไรเซชันเสร็จสมบูรณ์โพลีบิวทาไดอีนเป็นหนึ่งในเจ็ดผลิตภัณฑ์ปิโตรเคมีที่สำคัญของโลกบิวทาไดอีนเป็นสารประกอบอินทรีย์ที่มีอยู่มากมาย ซึ่งเป็นผลพลอยได้จากการพัฒนาเชื้อเพลิงฟอสซิลใช้ทำผลิตภัณฑ์ยางสังเคราะห์และพลาสติก
นักวิจัยกล่าวว่าการใช้สารเคมีทั่วไปที่ผู้คนศึกษาและทำปฏิกิริยาโพลีเมอร์มาเป็นเวลาหลายทศวรรษเพื่อผลิตวัสดุชนิดใหม่ นับประสาทำให้มันมีคุณสมบัติโดยธรรมชาติที่น่าสนใจ ไม่เพียงแต่จะคาดไม่ถึงเท่านั้น แต่ยังเป็นความก้าวหน้าครั้งใหญ่อย่างแท้จริงอีกด้วย
"มนุษย์ผลิตบิวทาไดอีนได้ดี เมื่อคุณสามารถหาประโยชน์อื่น ๆ สำหรับโมเลกุลนี้ จะดีมากเพราะเรามีโมเลกุลนี้อยู่มากมาย"นักวิจัยกล่าวเสริม
หลักการรีไซเคิล
อุตสาหกรรมเคมีมักใช้ส่วนประกอบเพียงเล็กน้อยในการผลิตพลาสติกและยางเชิงพาณิชย์สามตัวอย่างที่คล้ายกัน ได้แก่ เอทิลีน โพรพิลีน และบิวทาไดอีนความท้าทายที่สำคัญในการรีไซเคิลวัสดุเหล่านี้คือต้องผสมวัสดุเหล่านี้บ่อยครั้งและเติมสารเติมแต่งอื่นๆ เพื่อทำพลาสติกและยางสารเติมแต่งสามารถให้ลักษณะการทำงานที่ต้องการได้ เช่น ความแข็งของฝาครอบยาสีฟันหรือความเบาของถุงของชำอย่างไรก็ตาม "ส่วนประกอบ" เหล่านี้จะต้องแยกจากกันอีกครั้งในกระบวนการกู้คืน
อย่างไรก็ตาม ขั้นตอนทางเคมีที่เกี่ยวข้องกับกระบวนการคัดแยกและการลงทุนด้านพลังงานที่จำเป็นในการแยกสารทำให้ต้นทุนการกู้คืนสูง โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับพลาสติกที่ใช้แล้วทิ้งพลาสติกมีราคาถูก เบา และใช้งานง่าย แต่การออกแบบไม่ได้คำนึงถึงการกำจัดขยะนักวิจัยกล่าวว่านี่เป็นปัญหา "ก้อนหิมะ" ที่สำคัญและต่อเนื่องที่โลกกำลังเผชิญอยู่
ทางเลือกที่เป็นไปได้ การวิจัยข้างต้นแสดงให้เห็นว่าพอลิเมอร์บิวทาไดอีนเกือบจะเท่ากับโมโนเมอร์ในพลังงาน ซึ่งทำให้เป็นวัสดุที่เป็นตัวเลือกสำหรับวัฏจักรเคมีแบบวงปิดนักวิจัยรู้สึกตื่นเต้นกับโอกาสของโอลิโกไซโคลบิวเทนนี้ และวางแผนที่จะดำเนินการวิจัยเชิงลึกเพิ่มเติมเกี่ยวกับวัสดุรีไซเคิลที่ยั่งยืนและทางเคมีได้นี้
