Учёные обнаружили способ дать новую жизнь старому пластику - превратить его в мыло. По химическому составу пластик похож на жирные кислоты, которые являются одним из основных компонентов мыла. Для Гуоляна Лю (Guoliang Liu), доцента кафедры химии Virginia Tech и автора статьи, опубликованной в журнале Science, это сходство показало, что полиэтилен можно превратить в жирные кислоты, а затем в мыло. Проблема заключалась в размерах: молекулярная структура полиэтилена очень велика - около 3 000 атомов углерода, в то время как жирные кислоты гораздо меньше.
Решение пришло к Лю необычным образом. «Это случилось на Рождество. Я смотрел на камин», - сказал он. Когда горят дрова, выделяется дым, состоящий из мелких частиц дров. Лю задался вопросом, будет ли сжигание пластика происходить таким же образом.
«Дрова в основном состоят из полимеров, таких как целлюлоза. При сгорании дров эти полимеры распадаются на короткие цепочки, а затем на небольшие газообразные молекулы до полного окисления в углекислый газ, - сказал он. - Если аналогичным образом расщепить молекулы синтетического полиэтилена, но остановить процесс до того, как они полностью распадутся на мелкие газообразные молекулы, то мы должны получить короткоцепочечные молекулы, похожие на полиэтилен».
Лю и его коллеги построили реактор-печь, который можно было использовать для безопасного сжигания пластика. Температура в нижней части реактора была достаточно высокой, чтобы разрушить полимерные цепи, а верхняя часть охлаждалась достаточно низко, чтобы остановить их разрушение.
Учёные собрали остатки и обнаружили, что созданный ими продукт представляет собой короткоцепочечный полиэтилен, разновидность воска. Затем они превратили воск в мыло. «Это первое в мире мыло, изготовленное из пластика, - сказал Лю. - У него немного своеобразный цвет. Но оно работает».
Колба, заполненная восками, полученными из отходов полиэтилена и полипропилена, нагревается на масляной бане, и воски окисляются потоком воздуха с получением жирных кислот в результате каталитического окисления.
Метод Лю работает с полиэтиленом и полипропиленом - двумя наиболее распространёнными типами пластика. Вместе они составляют около половины всех пластиковых отходов - около 200 млн тонн в год. Более 80% пластиковых отходов попадает на свалку, а менее 10% перерабатывается. Одним из преимуществ метода Лю является то, что он работает с «отслужившими свой срок» пластиками, которые не получится переработать обычным способом. Кроме того, метод был разработан таким образом, чтобы его можно было масштабировать для использования в промышленных условиях.
Тем не менее, Лю призвал к осторожности. «Загрязнение пластиком - это глобальная проблема, - сказал он. - Это одна из основных проблем, стоящих перед нашим обществом, и данный метод является одним из кусочков большой головоломки. Нам необходимы совместные усилия научного и промышленного сообществ. И лучший способ избежать загрязнения пластиком - это свести к минимуму его использование».
Источник новости: habr.com
