Plastika mbush kuzhinat, rrugët dhe oqeanet, dhe pjesa më e madhe e saj qëndron në mjedis për qindra vjet. Tani imagjinoni sikur mund ta shndërrojmë këtë mbeturinë në diçka të dobishme si uthulla.

Në një studim të kohëve të fundit, studiuesit nga Universiteti i Waterloo treguan se si mbetjet plastike mund të transformohen në acid acetik, përbërësi kryesor në uthull, duke përdorur rrezet e diellit dhe një katalizator të veçantë.

Ky zbulim ofron shpresë të re në luftën kundër ndotjes nga plastika.

Mbetjet plastike janë një problem serioz

Që nga vitet 1950, prodhimi i plastikës është rritur me shpejtësi. Plastika zgjat shumë gjatë në natyrë. Disa plastikave u duhen 250 deri në 500 vjet për t'u zbërthyer.

Për shkak të kësaj, mbeturinat plastike janë përhapur në tokë, oqeane dhe madje edhe në ushqim dhe ujë të pijshëm. Shkencëtarët kanë gjetur mikroplastikë madje edhe në placentën njerëzore dhe në formulën e foshnjave.

Shumica e mbeturinave plastike përfundojnë në deponi ose digjen. Djegia e plastikës çliron gazra të dëmshëm, përfshirë dioksidin e karbonit.

Riciklimi ndihmon, por riciklimi tradicional shpesh ul cilësinë e plastikës në vend që ta zgjidhë plotësisht problemin. Shumë metoda kimike ekzistuese kërkojnë gjithashtu temperatura të larta, presion të lartë ose materiale të shtrenjta.

Për shkak të këtyre kufizimeve, studiuesit donin një zgjidhje më të pastër dhe më të thjeshtë që funksiononte në kushte normale duke përdorur rrezet e diellit.

Natyra ndihmon në transformimin e plastikës

Ekipi i Universitetit të Waterloo-s projektoi një sistem të frymëzuar nga kërpudhat. Disa kërpudha i zbërthejnë materialet e forta si druri duke përdorur enzima të veçanta. Të frymëzuar nga ky proces natyror, shkencëtarët krijuan një sistem fotokatalize kaskadë.

Në këtë sistem, një reaksion shkakton një tjetër në një sekuencë. Së pari, sistemi e zbërthen plastikën në molekula më të vogla. Pastaj i shndërron këto molekula në acid acetik.

Materiali kyç quhet Fe@C3N4 SAC. Ai përmban atome të vogla të hekurit të shpërndara në mënyrë të barabartë në një sipërfaqe nitridi karboni.

Këto atome hekuri nuk janë në copa të mëdha. Në vend të kësaj, secili atom funksionon si një vend aktiv, duke e bërë katalizatorin shumë efikas. Përmbajtja e hekurit është shumë e ulët, rreth 0.5 përqind në peshë, megjithatë luan një rol të fuqishëm.

Rrezet e diellit e shndërrojnë plastikën në uthull

Kur rrezet e diellit bien mbi katalizatorin, ato aktivizojnë peroksidin e hidrogjenit që i shtohet sistemit. Ky hap krijon radikale hidroksil shumë reaktive. Këto radikale sulmojnë zinxhirët plastikë dhe i copëtojnë ato.

Gjatë kësaj zbërthimi, plastika fillimisht shndërrohet në dioksid karboni si një hap i ndërmjetëm. Pastaj i njëjti katalizator e shndërron atë dioksid karboni në acid acetik.

Ky proces me dy hapa ndodh në një sistem nën temperaturë dhe presion normal.

“Kjo metodë lejon që energjia diellore e bollshme dhe e lirë të zbërthejë ndotjen plastike pa shtuar dioksid karboni shtesë në atmosferë”, tha Dr. Yimin Wu, bashkautore e studimit.

Si funksionon sistemi

Reaksioni zhvillohet në ujë dhe nuk kërkon acide të forta, nxehtësi të lartë ose presion ekstrem.

Testet treguan se peroksidi i hidrogjenit mbetet i pranishëm gjatë gjithë reaksionit, gjë që ndihmon në vazhdimin e qëndrueshëm të procesit.

Eksperimentet treguan se sistemi funksionon në plastika të zakonshme si PET, PE, PP dhe PVC. PET përdoret gjerësisht në shishet e ujit.

PE dhe PP shfaqen në paketime dhe kontejnerë. PVC përdoret në tuba dhe materiale ndërtimi.

Në fakt, PVC tregoi efikasitet veçanërisht të lartë. Shkencëtarët besojnë se klori i çliruar nga PVC mund të formojë radikale reaktive të klorit, të cilat ndihmojnë në përshpejtimin e zbërthimit të zinxhirëve plastikë.

Punon në plastikë të përzier

Një pikë e fortë e këtij sistemi është aftësia e tij për të trajtuar plastika të përziera.

Në jetën reale, mbetjet plastike zakonisht përmbajnë lloje të ndryshme të përziera së bashku. Studiuesit testuan një përzierje të PET, PE dhe PP. Sistemi ende prodhonte acid acetik me ritme të qëndrueshme.

Struktura e plastikës ndikon gjithashtu në rezultate. PE, i cili ka një strukturë zinxhiri më të thjeshtë, prodhoi më shumë acid acetik sesa PET. PET përmban struktura komplekse unazore që janë më të vështira për t'u thyer.

Katalizatori mbeti gjithashtu i qëndrueshëm gjatë testeve të përsëritura. Atomet e hekurit qëndruan të shpërndara në mënyrë të barabartë dhe nuk ndodhi humbje e madhe e materialit. Kjo stabilitet është e rëndësishme për përdorim afatgjatë.

Dizajni inteligjent rrit prodhimin

Studiuesit përmirësuan performancën duke e mbështjellë reaktorin me letër alumini.

Ky hap i thjeshtë reflektoi dritën përsëri në reaktor. Si rezultat, më shumë dritë mbeti brenda dhe prodhimi i acidit acetik u rrit deri në pesë herë në disa raste.

Ekipi gjithashtu testoi sistemin nën rrezet e diellit të vërtetë në rreth 60 përqind të intensitetit të plotë të diellit.

Edhe në kushte natyrore, katalizatori vazhdoi të prodhonte acid acetik. Ky rezultat tregon se sistemi mund të funksiononte jashtë laboratorit.

Shndërrimi i plastikës në uthull

Studiuesit studiuan gjithashtu anën ekonomike të procesit. Peroksidi i hidrogjenit aktualisht përbën pjesën më të madhe të kostos. Nga një këndvështrim i rreptë financiar, procesi ende përballet me sfida.

Megjithatë, kur përfshihen përfitimet mjedisore, pamja ndryshon. Shumica e mbeturinave plastike përfundojnë në deponi ose në mjedis, ku shkaktojnë dëme afatgjata.

Shmangia e ndotjes dhe ulja e emetimeve të karbonit shtojnë vlerë sociale që çmimet normale të tregut nuk e pasqyrojnë.

Ekipi sugjeron që sistemet e ardhshme mund të gjenerojnë peroksid hidrogjeni duke përdorur energji elektrike të rinovueshme. Ky ndryshim mund të ulë kostot dhe ta bëjë procesin më të qëndrueshëm.

Mbetjet plastike bëhen uthull e dobishme

Ky hulumtim tregon se mbeturinat plastike nuk kanë pse të mbeten ndotje. Me ndihmën e dritës së diellit dhe katalizatorëve të projektuar me kujdes, plastika mund të shndërrohet në një kimikat të dobishëm.

Sistemi funksionon në temperaturë ambienti, përdor hekur me kosto të ulët dhe shmang kushtet ekstreme. Ai e zbërthen plastikën në nivel kimik në vend që thjesht ta copëtojë atë në copa më të vogla.

Edhe pse teknologjia mbetet në fazën laboratorike, ajo hap derën për sisteme riciklimi me energji diellore. Një ditë, rrezet e diellit mund të ndihmojnë në pastrimin e lumenjve dhe oqeaneve, duke i shndërruar mbeturinat në produkte të vlefshme.

Në vend që të pyesë se si të hedhim plastikën, ky hulumtim ngre një pyetje më të mirë. Si mund të bëhen mbeturinat diçka e dobishme? Rrezet e diellit, materialet e thjeshta dhe kimia e zgjuar mund të japin përgjigjen.

/Earth.com/Motilokal.com