ให้ความรู้เกี่ยวกับการรีไซเคิล

ยกตัวอย่างเช่น พอลิเอทิลีนเทเรฟทาเลต ซึ่งเป็นพลาสติกที่ใช้ทำขวดโซดาและเส้นใยเสื้อผ้า จากนั้นก็มีโพลิเอทิลีนความหนาแน่นสูง ซึ่งใช้ทำขวดแชมพู เหยือกนม และเขียง อย่าลืมโพลีสไตรีนสำหรับบรรจุภัณฑ์ หรือโพลีเอทิลีนความหนาแน่นต่ำ ซึ่งให้ฟิล์มห่อหุ้มและถุงใส่ของชำแก่เรา ทั้งหมดนี้เป็นพลาสติกซึ่งเป็นโพลิเมอร์ประเภทที่ใช้กันแพร่หลายมากที่สุด โมเลกุลขนาดใหญ่ประกอบด้วยหน่วยซ้ำของโมเลกุลขนาดเล็กที่เรียกว่าโมโนเมอร์ พลาสติกที่ผ่านการใช้งานแล้วมักจะถูกรวบรวมเป็นขยะผสม และผลิตภัณฑ์มักผลิตจากพลาสติกสองชนิดหรือมากกว่า ข่าวร้ายก็คือ แม้ว่า "พลาสติก" ทั้งหมดจะเป็น "พลาสติก" ก็ตาม ไม่สามารถใช้ร่วมกันได้ทั้งทางเคมีและกายภาพ และไม่มีวิธีการทางอุตสาหกรรมที่ดีในการนำกลับมาใช้ใหม่หรือแปรรูปเป็นผลิตภัณฑ์ที่มีประโยชน์อื่นๆ นั่นเป็นเหตุผลว่าทำไม "ขยะรีไซเคิล" ส่วนใหญ่ที่คุณทิ้งลงถังขยะทุกสัปดาห์จึงถูกนำไปฝังกลบ แม้ว่าหลังจากการคัดแยกอย่างระมัดระวังและแยกเป็นพลาสติกแต่ละชนิดแล้ว การรีไซเคิลเชิงกลมักจะได้ผลิตภัณฑ์ที่ด้อยกว่า ซึ่งเรียกว่าการหมุนเวียนลง นักเคมีโพลิเมอร์ที่ Colorado State University เป็นผู้นำมายาวนานในการหาวิธีจัดการกับปัญหาสิ่งแวดล้อมที่มนุษย์สร้างขึ้นจากขยะพลาสติก ตอนนี้พวกเขาได้คิดเคมีพื้นฐานใหม่ซึ่งเป็นทางออกที่สร้างสรรค์สำหรับความท้าทายในการรีไซเคิลพลาสติกที่ใช้แล้วแบบผสม นำโดยศาสตราจารย์ที่มีชื่อเสียงของมหาวิทยาลัย Eugene Chen ในภาควิชาเคมี และ Tomislav Rovis และ Sanat Kumar อาจารย์ประจำมหาวิทยาลัยโคลัมเบีย (Rovis เคยเป็นสมาชิกคณะที่ CSU) ทีมงานได้คิดค้นกลยุทธ์ทางเคมีใหม่ที่ให้โมเลกุลขนาดเล็กที่ออกแบบมาโดยเฉพาะที่เรียกว่า ตัวเชื่อมขวางไดนามิกสากลในกระแสพลาสติกผสม สารเชื่อมขวางเหล่านี้เปลี่ยนกากตะกอนของวัสดุที่ผสมกันไม่ได้ให้กลายเป็นพอลิเมอร์ชุดใหม่ที่ทำงานได้ การรีไซเคิล ซึ่งสามารถเปลี่ยนเป็นวัสดุใหม่ที่มีมูลค่าสูงกว่าและแปรรูปซ้ำได้ ซึ่งเป็นกระบวนการที่เรียกว่าอัพไซเคิล ผลงานของพวกเขาได้รับการตีพิมพ์ในวารสารNature ตัวเชื่อมขวางแบบไดนามิก เมื่อให้ความร้อนและแปรรูปร่วมกับสารเชื่อมขวางไดนามิกที่เติมในปริมาณเล็กน้อย พลาสติกผสมจะถูกทำให้เข้ากันได้ผ่านการก่อตัวของวัสดุใหม่ที่เรียกว่า multiblock copolymer ในแหล่งกำเนิด Kumar เปรียบบล็อกโคโพลิเมอร์กับโมเลกุลของสบู่ ซึ่งทำให้น้ำเข้ากันได้กับโมเลกุลของสิ่งสกปรกที่มีน้ำมัน "ในทำนองเดียวกัน 'สบู่' ชนิดใหม่ที่เกิดขึ้นแบบไดนามิก เช่น บล็อกโคพอลิเมอร์ ทำให้พลาสติกผสมเข้ากันและทำให้เป็นวัสดุชนิดใหม่ที่มีคุณสมบัติที่เป็นประโยชน์" วิธีการใหม่ในการอัพไซเคิลนี้ ซึ่งไม่เกี่ยวข้องกับการถอดประกอบหรือสร้างโพลิเมอร์ดั้งเดิมใดๆ ขึ้นใหม่ นำเสนอวิธีแก้ปัญหาที่เป็นไปได้สำหรับการคัดแยกวัสดุและพลังงานที่มอบให้กับพลาสติกผสมหลังการบริโภค ซึ่งโดยทั่วไปแล้วจะลงเอยด้วยการฝังกลบ ทีมงานได้ออกแบบตัวเชื่อมขวางและทดสอบกับพลาสติกหลายชนิด รวมถึงตัวอย่างถุงโพลีเอทิลีน Ziploc และถ้วยโพลีแลคไทด์แบบผสม โดยไม่มีการทำให้บริสุทธิ์หรือกำจัดสารเติมแต่งหรือสีย้อมออกก่อน ซึ่งมักพบในผลิตภัณฑ์พลาสติกหลังการบริโภค พวกเขารวมการทดลองเข้ากับการศึกษาแบบจำลองเพื่อตรวจสอบว่าตัวเชื่อมขวางก่อให้เกิดการก่อตัวของโคพอลิเมอร์หลายบล็อกใหม่ Rovis กล่าวว่า "ระบบนี้มีประสิทธิภาพมาก มันสามารถรวมโพลิเมอร์ที่แตกต่างกัน 3 ชนิดเข้าด้วยกันเป็นวัสดุใหม่ชนิดเดียว" ใช้หลายรอบ นักวิจัยตั้งแง่ว่ากลยุทธ์ใหม่ของพวกเขาสามารถช่วยบรรลุเป้าหมายสูงสุดในการนำขยะพลาสติกผสมกลับมาใช้ซ้ำได้หลายครั้ง เฉินกล่าว "อุปสรรคสำคัญคือต้นทุน เรากำลังพูดถึงขยะพลาสติกหลายล้านตัน และคุณต้องพิจารณาว่าคุณต้องการตัวเชื่อมขวางแบบไดนามิกจำนวนเท่าใด แม้ว่าปัจจุบันเราต้องการเพียงน้อยกว่า 5% ของน้ำหนักพลาสติกในการอัพไซเคิลของเรา กระบวนการ เช่นเดียวกับการค้นพบพื้นฐานหลายอย่างที่เกิดขึ้นในประวัติศาสตร์ อุปสรรคในทางปฏิบัติมีอยู่ตั้งแต่เริ่มต้น แต่เรารู้สึกตื่นเต้นมากกับศักยภาพในอนาคต"