یک کیسه خرید و یک بطری پلاستیکی خالی اولین قربانیان فناوری جدید مایع سازی زباله های پلاستیکی هستند. در اوایل سال 2021 ، دو گروه کاری توضیح دادند که چگونه می توان متداول ترین پلاستیک ها را با کمک فلز روتنیوم به مایع بنزینی تبدیل کرد – با هزینه های انرژی بسیار کمتر از قبل. هسته اصلی این فناوری این است که زنجیره های بلند پلیمری پلاستیک ، معروف به پلی الفین ، حتی در دماهای نسبتاً پایین با هیدروژن واکنش نشان می دهند و بنابراین به مولکول های کوچکتر تجزیه می شوند. در نتیجه ، زنجیره های مولکولی پلاستیک ها به مولکول های کوتاهتر ، مایع یا گازی تجزیه می شوند که به عنوان حلال ، مواد اولیه صنعتی یا سوخت مناسب هستند.

تنها تفاوت بین رویه ها نوع دقیق شتاب دهنده واکنش است. یک تیم به سرپرستی یوری رومان-لشکوف از انستیتوی فناوری ماساچوست در JACS Au گزارش می دهندبه عنوان نانوذرات پالادیوم متصل به یک حامل کربن تجاری ، یک بطری پلاستیکی ساخته شده از پلی اتیلن را از بین ببرید. که در انتشارات کیئیچی تومیشیگه و گروهش از دانشگاه توهوکو در “تجزیه و تحلیل کاربردی B: محیط” نانو ذرات سریم ، پودر ساینده ، روتنیم را حمل می کند که کیسه پلاستیکی ساخته شده از پلی اتیلن را خرد می کند. هر دو فرآیند در دمای 200 درجه سانتیگراد کار می کنند ، به طور قابل توجهی کمتر از سایر فرآیندهای نیاز به 300 تا 800 درجه سانتیگراد.

مشکل بزرگ زباله های پلاستیکی این است که معمولاً مخلوطی به شدت کثیف است که باعث می شود تمیز کردن و مرتب سازی بیش از حد وقت گیر باشد. به خاطر همین بازیافت مواد شیمیایی یک راه حل ممکن است: زنجیره های طولانی پلاستیک به مخلوط مولکول های کوتاهتر شکسته شده و سپس با استفاده از روش های صنعتی جدا و تمیز می شوند. به عنوان مثال ، زباله های پلاستیکی مخلوط می توانند به سادگی توسط گرما تجزیه شوند. اما انرژی زیادی لازم است ، بنابراین این نوع بازیافت چندان پایدار نخواهد بود – و بیش از حد گران است.

به همین دلیل است که متخصصان بدنبال کاتالیزورها هستند – مواد کمکی که با آنها چنین واکنشهای تجزیه در شرایط ملایم تری اتفاق می افتد. بزرگترین مشکل پلی الفین است. پلاستیک هایی مانند پلی اتیلن و پلی پروپیلن به راحتی ساخته و پردازش می شوند ، ارزان نیستند و می توانند خواص مورد نظر را به صورت هدفمند درک کنند. به همین دلیل آنها مناسب ترین پلاستیک برای بسیاری از کاربردها ، به ویژه بسته بندی هستند – و بیش از نیمی از پلاستیک های تولید شده را تشکیل می دهند. آنها همچنین از زنجیره های مداوم اتم های کربن ساخته شده اند و بنابراین کاملاً پایدار هستند.

بنابراین فرد به دنبال روش هایی برای تجزیه شیمیایی چنین پلی الفین ها است. واکنشی که بتواند پیوندهای پایدار کربن و کربن آنها را از بین ببرد توسط هیدروژن جدا می شود. با این حال ، این به خودی خود اتفاق نمی افتد. برای انجام این کار ، شما به یک ماده افزودنی نیاز دارید که از یک طرف ، زنجیره مولکولی و هیدروژن را به یکدیگر نزدیک کرده و از طرف دیگر ، الکترونهای موجود در پیوندها را از موقعیت طبیعی خود بکشاند تا بتوانند با سهولت دوباره سازماندهی مجدد شوند. نانوذرات روتنیم می توانند چنین کاری انجام دهند ، اما آیا کاری که اکنون کاتالیزورها با یک کیسه و بطری انجام می دهند می تواند با میلیون ها مورد کار کند؟