סוג חדש של פלסטיק ניתן לשימוש חוזר

עובדי המעבדה הלאומית לורנס ברקלי, השייכת למשרד האנרגיה של ארצות הברית, יצרו סוג חדש של חומר פולימרי. חומר זה, כמו ערכת בנייה, ניתן לפירוק ולהרכבה, ולקבל את הצורה, הצפיפות וגוון הצבע הנדרשים מבלי לאבד איכות. פולימר זה נקרא פולידקטואנמין, או בקיצור PDK.

רוב הפלסטיק המיוצר ברחבי העולם אינו ניתן למחזור. מומחים השתמשו בשיטה חדשה בייצור המאפשרת מיחזור מולקולרי של המוצר.

הפלסטיק הידוע והנפוץ ביותר כרגע, PET (פוליאתילן טרפתאלט), ניתן למחזור רק ב-25%. השאר מגיע למשרפות, למטמנות או לשקיעה באדמה ובמקווי מים.

פלסטיק מורכב בדרך כלל ממולקולות ארוכות מבוססות פחמן המחוברות יחד ליצירת פולימרים. בשל מבנהן, הן מפגינות יציבות כימית - כלומר, הן אינן מתקלקלות. כדי להתאים את החומר לשימוש ספציפי, מוסיפים לו רכיבים כימיים אחרים בייצור. לדוגמה, יש צורך בתוספים כדי להפוך את הפלסטיק לרך יותר או, להיפך, צפוף יותר. כתוצאה מכך, לא ניתן עוד להסיר תוספים כאלה מההרכב, אפילו בעיבוד פלסטיק ייעודי.

חומרים בעלי רכיבים כימיים שונים מעורבבים, משולבים ומותכים במהלך תהליך המיחזור. תכונות הפלסטיק הממוחזר כמעט בלתי אפשריות לחיזוי.

מיחזור פלסטיק הוא בעיה עצומה ברחבי העולם. נושא זיהום המערכת האקולוגית עולה בכל מקום, וסביר להניח שנצטרך לצפות שהמצב יחמיר ככל שכמות הפלסטיק המיוצר והלא ממוחזר תמשיך לעלות.

מסתבר שהמונומרים המרכיבים את PDK מוסרים בקלות פשוט על ידי טבילת החומר בנוזל חומצי ביותר, מה שהורס את הקשרים בין המונומרים לרכיבים נוספים.

מדענים גילו את יכולתו של PDK בעת מריחת חומצות שונות על מיכלי זכוכית המשמשים להכנת תערובות דבק. המומחים שמו לב שהדבק השתנה. זה אילץ אותם לנתח את הפלסטיק באמצעות תהודה מגנטית גרעינית וספקטרוסקופיה, שחשפו את מקוריותם של המונומרים.

ניסויים נוספים הראו כי סביבה חומצית מפרקת פולימרים של PDK למונומרים, ובמקביל מפרידה אותם ממולקולות נוספות. לאחר מכן ניתן להמיר מחדש את המונומרים לפולימרים, אשר לאחר מיחזור יהיו נקיים לחלוטין מרכיבים אחרים. מומחים מציעים כי סוג הפלסטיק החדש יכול להפוך לאנלוג מבטיח לחומרים אחרים שלא ניתן למחזר.

מומחים כבר תכננו פיתוח של פלסטיק PDK עם מגוון רחב של יכולות תרמו-מכניות לשימוש עתידי בתעשיות הטקסטיל וההדפסה התלת-ממדית. כמו כן, מתוכנן לייצר סוגים חדשים של פלסטיק מחומרים צמחיים וחומרים ידידותיים לסביבה.

פרטי העבודה הוצגו בדפי כתב העת Nature Chemistry (www.nature.com/articles/s41557-019-0249-2).