Дослідники з Університету Нового Південного Уельсу (UNSW) та CSIRO знайшли спосіб швидко розкладати до 90% пластмасових відходів — зокрема полістирол — лише за 30 хвилин. У методі використовують дешеві залізні солі, кисень з повітря та фіолетове світло. Про це повідомляє медіа про науку, технології та здоров’я КРВ.медіа з посиланням на текст дослідження.
Чому полістирол є особливо проблемним
Полістирол, зокрема його спінена форма, широко використовується у пакувальних матеріалах, однак його розпад у природі займає сотні років. Легкість цього матеріалу сприяє його поширенню повітрям, де він ламається на мікропластик, що потрапляє у воду та організм людини. Медичні дослідження, проведені на тваринах та клітинних моделях, уже пов’язали мікропластик з оксидативним стресом та дисфункцією судинної стінки. Фрагменти пластику виявляють навіть у судинних бляшках, що видаляються під час хірургічних втручань у серцевих пацієнтів.
Глобальне виробництво пластику перевищує 400 мільйонів тонн щорічно, а попит на полістирол зростає. За оцінками, до 2034 року його виробництво досягне 62 мільйонів тонн.
Світло, залізо та повітря — основа нового процесу
Дослідницька команда UNSW, очолювана доктором Максимом Мішелем, запропонувала фотохімічну технологію, у якій використовується проста комбінація: недорогий каталізатор — залізо трихлорид, LED-світло на довжині хвилі 405 нм та кисень з повітря. Під дією світла утворюються активні хімічні радикали, які розривають зв’язки у полімерному ланцюгу.
Процес відбувається у скляній колбі зі шредованим пластиком, розчиненим у дихлорметані. Через розчин пропускається повітря або кисень, а з боку світить панель із LED-лампами.
За 30 хвилин маса полістиролу зменшується на 90%, а за три години — майже на 97%. Деякі полімери, наприклад поліетиленоксид або поліметилакрилат, руйнуються на 80% вже у перші 10 хвилин. Навіть складний для переробки полівінілхлорид піддався на 78%.
Екологічна безпека та економічна доцільність
Однією з переваг технології є її енергоефективність. Порівняно з піролізом — процесом, який вимагає високих температур і споживає сотні мегават-годин електроенергії на рік — новий метод використовує лише декілька LED-ламп і працює при кімнатній температурі. Для прикладу, 15-ватна лампа, що працює пів години, споживає лише 0,015 кВт⋅год, що в рази менше за енергозатрати піролізної установки.
Утім, реакція проходить у дихлорметані — леткому органічному розчиннику, який потребує уважного поводження. Його використання вимагає регуляторного контролю з боку екологічних служб, особливо при масштабуванні на промисловий рівень.
Каталізатором виступає залізо — розповсюджений метал із низькою токсичністю, що знижує витрати і зменшує вплив на довкілля. Дослідники також зазначають, що ефективність реакції можна легко відновити, додавши нову порцію кисню.
Відходи перетворюються на хімічні будівельні блоки
Окрім зменшення об’єму пластику, метод створює хімічні сполуки — альдегіди та карбонові кислоти. Ці речовини можуть використовуватися для виробництва фарб, ароматизаторів, розчинників або клеїв. Таким чином, технологія не лише скорочує кількість відходів, а й створює вторинні продукти з економічною цінністю.
Саме поєднання утилізації та повторного використання вуглецю, вже наявного у пластику, відповідає підходу до циркулярної економіки, якого дедалі частіше вимагають екологічні стандарти.
Сьогоднішня середньостатистична людина щотижня споживає до 5 грамів мікропластику — стільки важить банківська картка. Зменшення джерел забруднення, зокрема полістиролової упаковки, може суттєво скоротити це навантаження на організм.
Метод UNSW не очищає річки чи океани від уже наявних частинок, але зменшує кількість нового мікропластику, що формуються при руйнуванні упаковки.
У сонячних країнах розробку можна адаптувати для використання природного світла. Розробники вже розглядають можливість інтеграції цієї технології у сортувальні станції або мобільні переробні модулі. Попередній інтерес до пілотних проєктів уже виявили інвестори з Австралії та Сінгапуру.
Фінансування дослідження у відкритих джерелах не розкривається.
Раніше ми писали, що мікропластик виявили у 99% зразків тканин черепах
