Хотя переработка пластмасс — не новая наука, нынешние процессы не делают ее экономически выгодной. Отходы пластмасс «перерабатываются» в менее полезные материалы более низкого качества. Это проблема, которая продолжает оставаться препятствием в борьбе с растущим глобальным кризисом загрязнения одноразового пластика.

Многопрофильная группа ученых во главе с лабораторией Эймса Министерства энергетики США разработала первый в своем роде катализатор, который может обрабатывать полиолефиновые пластики. Результатом процесса являются однородные высококачественные компоненты, которые можно использовать для производства топлива, растворителей и смазочных масел, продуктов, имеющих высокую ценность и потенциально способных превратить эти и другие использованные пластмассы в неиспользованный ресурс.

Результаты исследования публикует Nature Catalysis.

Полиолефиновые пластики — полиэтилен и полипропилен — к сожалению, очень распространены. Эти типы полимеров широко используются в производстве, их можно встретить в виде пакетов, бутылок из-под шампуня, игрушек и контейнеров для еды.

«Мы предположили, что можем заимствовать у природы и имитировать процессы, с помощью которых ферменты точно расщепляют макромолекулы — такие, например, как белки и целлюлоза. Нам это удалось, и мы рады продолжить оптимизацию и развитие этого процесса» — объясняет Аарон Садоу, ученый из Ames Lab и директор Института совместной переработки пластмасс (iCOUP).

Уникальный процесс основан на технологии наночастиц. Ученый из Ames Lab Вэнью Хуанг разработал мезопористую наночастицу диоксида кремния. Она состоит из ядра из платины с каталитическими активными центрами, которые, в свою очередь, окружены длинными каналами диоксида кремния. Через них длинные полимерные цепи проникают в катализатор.

Благодаря такой конструкции катализатор способен удерживать и расщеплять более длинные полимерные цепи на согласованные, однородные более короткие части. Они имеют гораздо больший потенциал для вторичного использования в новые, более полезные конечные продукты, чем то, что предлагает переработка отходов сейчас.

Стоит отметить, что этот тип контролируемого процесса катализа никогда раньше не создавался на основе неорганических материалов.