Из CO₂ в пластик: шаг к экологически чистым материалам

В современном мире сложно представить жизнь без пластика. Этот легкий и универсальный материал является основой упаковки, медицинского оборудования, а также широко используется в аэрокосмической и автомобильной промышленности. Однако проблема пластиковых отходов остается актуальной: пластик разлагается на свалках, загрязняя океаны и нанося ущерб экологии.

Исследователи из Инженерного колледжа FAMU-FSU нашли потенциальную альтернативу традиционному нефтяному пластику, создав материал из углекислого газа (CO2) и лигнина — компонента древесины, являющегося недорогим побочным продуктом производства бумаги и биотоплива.

Ученые смогли превратить вредный парниковый газ CO2 в полезное сырье для производства деградируемых полимеров или пластиков. Это исследование впервые продемонстрировало прямой синтез так называемого циклического карбонатного мономера — молекулы, состоящей из атомов углерода и кислорода, которую можно соединять с другими молекулами.

Соединяя множество мономеров, ученые могут создавать синтетические полимеры — длинноцепочечные молекулы, которые можно разработать для различных применений. Материал, разработанный исследовательской группой, полностью деградирует в конце своего жизненного цикла без образования микропластиков и токсичных веществ. Он может быть синтезирован при более низких давлениях и температурах. Полимер можно перерабатывать, не теряя своих исходных свойств.

Используя деполимеризацию, исследователи могут превращать полимеры в чистые мономеры — строительные блоки полимеров. Это ключ к высокому качеству переработанного материала. Мономеры можно перерабатывать бесконечно, получая полимер высокого качества, равноценный оригиналу. Это преимущество перед ранее разработанными и используемыми в настоящее время полимерными материалами, качество которых снижается из-за повторного теплового воздействия при плавлении, что ограничивает возможности переработки.

Разработанный материал может быть использован для недорогих пластиковых изделий с коротким сроком службы в таких секторах, как строительство, сельское хозяйство, упаковка, косметика, текстиль, подгузники и одноразовая кухонная утварь. С дальнейшей разработкой ученые предвидят его использование в высокоспециализированных полимерах для биомедицинских и энергетических хранилищ.