Yazan: Jacob Gillard
Çeviren: Ata Doğuş Çavdar
Düzenleyen: Ege Aydın
UNSW’deki kimya mühendisleri, çözücü madde içeren yaygın bir kimyasalı, güneş ışığını ve etrafımızdaki havayı kullanarak sert polimerleri yeniden kullanılabilir ham maddelere dönüştürmeyi başardılar.
UNSW’deki mühendisler, sadece güneş ışığı, hava ve lise deneylerinde kullanılan yaygın bir kimyasal bileşiği kullanarak, polistiren de dahil olmak üzere çok çeşitli plastikleri parçalamak için sürdürülebilir ve düşük enerjili bir yol geliştirdiler.
Bu işlem oda sıcaklığında, ışık ve oksijene maruz bırakılmakla çalışıyor ve ucuz ve yaygın olarak bulunan demir triklorür (ferrik klorür olarak da bilinir) kullanıyor.
Araştırma kısa bir süre önce “Macromolecular Rapid Communications” dergisinde yayımlandı.
Araştırma ekibi, metodun 30 dakikadan kısa bir sürede yedi farklı polimer türünü yüzde 90 oranında parçalayabildiğini gösterdi. Üç saat sonra parçalanma yüzde 97’ye çıkıyor.
Profesör Cyrille Boyer’in grubunda çalışan Kimya Mühendisliği Okulu’ndan bir araştırmacı olan Dr. Maxime Michelas, bunun dünya için ‘önemli bir fayda’ sağlayabileceğini söylüyor.
“Polimeri parçalayıp farklı amaçlar için kullanabileceğimiz başka bir hammaddeye dönüştürmenin veya sadece dünyadaki mikroplastik miktarını azaltmanın bile çok önemli olduğunu düşünüyorum.”
Nasıl çalışıyor
Prof. Boyer ve ekibi kimyasal işlemin polivinil klorür(kısaltılmış adıyla PVC su borusu gibi malzemelerin üretiminde hammadde olarak sıkça kullanılıyor) ve poli(etilen glikol) (yine çok yaygın rastlanan ve kozmetik ve eczacılık ürünlerinde kullanılıyor) içeren polimerlerde işe yaradığını buldu.
Polimer, bozunma işlemine başlamadan önce bir çözücü ile çözülmelidir.
Ardından, bu işlemden ortaya çıkan çözeltiyi sadece ferrik klorüre ve bir ışık kaynağına maruz bırakmak, çözeltinin bozunması ve berraklaşması için yeterli.
Prof. Boyer’in ekibi ilk olarak saf oksijenle dolu kontrollü bir ortamda loş, mor ışık kullandı. Bozunma sürecini başlatmak ve durdurmak, ışığı açıp kapatmak kadar basitti.
Ekip mor ışık yerine güneş ışığı kullandığında ve test ortamını ortam havasına maruz bıraktığında işlem yine başarıya ulaştı, yalnızca bu kez biraz daha yavaştı.
Dr. Michealas, “Buradaki önerimiz polimerleri parçalamak için en basit sistemi oluşturmaktır.” diyor ve projelerinin bu alanda daha önce aynı tepkimeyi üretmek üzere elektrik kullanılarak yapılan araştırmalardan esinlendiğini ifade ediyor.
“Önceki yaklaşımdaki sorun, elektrotlar, yardımcı çözücüler, yardımcı tetikleyiciler veya yardımcı katalizörler gibi birçok farklı şeye ihtiyaç duyulmasıydı. Her eklenti ile sistem giderek daha karmaşık hale geliyordu.”
“Daha da önemlisi, önceki sistem yalnızca sınırlı bir polimer yelpazesini parçalayabiliyordu. Çalışmamızda, polivinil klorür, poli(met)akrilatlar (genellikle boya gibi çeşitli ürünlerde kullanılıyor) ve polivinil asetat dahil olmak üzere parçalanabilir polimer yelpazesini başarıyla genişlettik.”
Prof. Boyer, atık yönetim hizmetlerinin bu işlemi kendi tesislerinde kullanabileceğini söylüyor. Buradan ortaya çıkan ürün başka bir ürünün hammaddesi olarak kullanılabilir.
Prof. Boyer, “Bu polimerlerin bozunmasından sonra çok basit organik bileşikler (aseton gibi) yaratıyoruz” diyor. “Bu moleküller daha sonra misal bakteriler tarafından daha da (parçalanabilir)bozunabilir ve çevreden tamamen uzaklaştırılabilir veya yeni polimerler oluşturmak için hammadde olarak yeniden kullanılabilir.”
Mevcut kısıtlılıklar
Polimerin çözücü tarafından çözüldükten sonra güneş ışığı, hava ve ferrik klorür ile parçalanması süreci çevre dostu bir işlem olsa da, çözücü kullanımı beraberinde bazı sınırlamalar getiriyor.
Prof. Boyer: “Organik bir çözücü kullanmamız gerekiyor ve ne yazık ki sistemimiz suyla uyumlu değil,”
Sistemimiz suya uyumlu olsaydı, onu doğrudan suda kullanırdık ve atık suda bulunan plastiği veya mikroplastiği bir biyoreaktör kullanarak bakteriler tarafından sindirilebilecek küçük organik bileşikler oluşturmak için parçalardık.”
Prof. Boyer, sürecin sonunda ortaya çıkan yan ürünle de biraz oynanması/kurcalanması gerektiğini ekliyor.
Plastiği parçalayabiliyoruz ama bozunmayla ortaya çıkacak ürünün tam olarak ne olacağını belirleyemiyoruz.”
Bu araştırma neden önemli
Avustralya Enstitüsü’ne göre, Avustralya’da tüketilen toplam plastik miktarı 2000 senesinden bu yana iki katından fazla arttı. 2049’a kadar, bir kez daha iki katından fazla artış olacak.
Dr. Michelas, çalışmalarını tartışırken Büyük Pasifik Çöp Alanı’na (BPÇA) atıfta bulunuyor. 2018 rakamlarına göre, BPÇA’nın Teksas’ın iki katı büyüklüğündeki Kuzey Pasifik Okyanusu’nda yüzen 79.000 ton okyanus plastiğinden oluştuğu tahmin ediliyor.
Dr. Michelas’a göre “plastik kullanımı yaşamımıza büyük faydalar sağladı ancak beraberinde getirdiği bu sorun devasa büyüklükte”.
Prof. Boyer’in ekibi suda faaliyet gösterebilen ve yeni katalizörler bulmak için çalışıyor ki parçalama işlemi çevre için faydalı olabilsin.
Araştırmadaki temel amaçlardan birisi bu işlemi olabildiğince basitleştirmek olmakla beraber, araştırmacılar polimerleri herhangi bir çözücü kullanmaksızın parçalamanın bir yolunu bulmaya da çalışıyorlar.
Prof. Boyer çalışmalarının yeni katalizörler keşfederek devam ettiğini belirtiyor.
“Suda işe yarayan bir katalizör bulabilirsek bunun beraberinde birçok yeni fırsatı getireceğini düşünüyorum.”
Bu Makale 13 Ekim 2024 tarihinde Çeviri Gazetesi tarafından: “https://www.unsw.edu.au/newsroom/news/2024/08/polymer-breakdown” linkli web sitesinden alınarak, çevrilmiştir
