An bhfuil ceimiceán ann a fhéadann plaisteach a bhriseadh síos?
Tá plaisteach, uair amháin mar ábhar réabhlóideach den 20ú haois, anois ar cheann de na dúshláin chomhshaoil is práinní dár gcuid ama. Le breis agus 400 milliún tonna de phlaisteach a tháirgtear ar fud an domhain gach bliain agus gan ach codán athchúrsáilte, tá práinn gan fasach faighte ag an gceist an féidir le ceimiceán a bhriseadh síos go héifeachtach. Cé nach bhfuil tuaslagán tógtha {-} i gceist leis an bhfadhb seo {-géarchéim phlaisteach.
Mar gheall ar an marthanacht a fhágann go bhfuil plaisteach chomh húsáideach - a fhriotaíocht in aghaidh díghrádú nádúrtha - freisin, tá sé millteach ó thaobh an chomhshaoil de. Is féidir le plaistigh thraidisiúnta cosúil le poileitiléin (PE), polapróipiléin (PP), agus terephthalate poileitiléin (PET) leanúint ar aghaidh in éiceachórais ar feadh na gcéadta bliain, ag cur isteach ar mhicroplastics a insíonn slabhraí bia, foinsí uisce, agus fiú an t -aer a análaimid. Eascraíonn an diansheasmhachta seo as na bannaí comhfhiúsacha láidre ina struchtúir polaiméire, nach bhfuil briste síos go héasca ag substaintí a tharlaíonn go nádúrtha. Mar sin féin, d'aithin taighde le déanaí roinnt gníomhairí ceimiceacha agus einsímí bitheolaíocha atá in ann na bannaí seo a dhíriú.
Tá einsímí, catalaígh bitheolaíocha an dúlra, tagtha chun cinn mar iarrthóirí a bhfuil gealladh fúthu maidir le dianscaoileadh plaisteach. In 2016, d'aimsigh eolaithe in Ollscoil Portsmouth Petase, einsím a tháirg an baictéar ideonella sakaiensis ar féidir leis plaisteach peataí a bhriseadh síos ina chomhchomhlíonadh. Léirigh staidéir bhreise go n -oibríonn Petase trí na bannaí eistir a hidrealú i PET, ag athrú an phlaisteach ina mhóilíní níos lú is féidir a mheitibiliú le miocrorgánaigh. Dhírigh taighde ina dhiaidh sin ar leaganacha níos éifeachtaí den einsím seo a innealtóireacht; In 2022, thuairiscigh foireann ón ollscoil chéanna peitse modhnaithe a d'fhéadfadh 90% de shampla PET a dhianscaoileadh laistigh de 10 uair an chloig faoi choinníollacha tionsclaíocha, feabhas suntasach ar ráta na heinsíme bunaidh.
Taobh amuigh de PET, tá dúshláin níos mó i gceist le plaistigh eile. Is éard atá i bpolaitiléin, an plaisteach is mó a tháirgtear, ná slabhraí fada carbóin - bannaí hidrigine atá an -fhrithsheasmhach in aghaidh ionsaí ceimiceach. Mar sin féin, in 2021, d'aithin taighdeoirí in Ollscoil Leipzig einsím baictéarach, dar teideal "Pease," ar féidir leis a bheith íseal - poileitiléin dlúis (LDPE) isteach in aigéid shailleacha. Oibríonn an einsím trí dhromchla na polaiméire a ocsaídiú, ag cruthú suíomhanna imoibríocha a cheadaíonn miondealú breise. Cé go bhfuil an próiseas fós mall {- ag cur roinnt seachtainí chun píosaí beaga de LDPE - a dhianscaoileadh is ionann é agus an chéad chéim chriticiúil i dtreo aghaidh a thabhairt ar cheann de na cineálacha plaisteacha is athchúrsála.
Tá poitéinseal léirithe ag catalaígh ceimiceacha, idir shintéiseacha agus díorthaithe go nádúrtha. Is féidir le miotail - catalaígh, amhail iad siúd ina bhfuil ruthenium nó pallaidiam, miondealú na bpolaiméirí plaisteacha a luathú faoi choinníollacha sonracha teochta agus brú. Mar shampla, léirigh staidéar 2023 a foilsíodh san Eolaíocht go bhféadfadh catalaíoch ruthenium {- bunaithe ar poileitiléin a dhianscaoileadh i hidreacarbóin leachtacha ag 150 céim, ar féidir iad a athúsáid ansin mar bhreosla nó stoc cothaithe do phlaistigh nua. Ní hamháin go mbriseann an cur chuige “athchúrsáil cheimiceach” seo plaisteach ach go n -athraíonn sé ina acmhainní luachmhara é freisin, rud a laghdaíonn spleáchas ar bhreoslaí iontaise le haghaidh táirgeadh plaisteach.
In ainneoin na ndul chun cinn seo, tá dúshláin shuntasacha fós ann. Is é an t -inscálaitheacht mhór amháin: Is minic a bhíonn rath ar an saotharlann ag streachailt le próisis scála tionsclaíocha - mar gheall ar chostais arda, riachtanais fuinnimh, agus an gá le hionchuir phlaisteacha íon. Is meascán é an chuid is mó de dhramhaíl phlaisteach de pholaiméirí éagsúla, d'ábhar salaithe, agus de bhreiseáin, ar féidir leo bac a chur ar ghníomhaíocht einsímí agus catalaígh. Ina theannta sin, ní mór na fotháirgí a bhaineann le dianscaoileadh a bhainistiú go cúramach chun guaiseacha comhshaoil nua a chruthú; Mar shampla, scaoileann roinnt próiseas miondealú ceimiceach gáis cheaptha teasa nó comhdhúile tocsaineacha mura ndéantar iad a rialú i gceart.
Úrsaincheist chriticiúilan fráma ama. Cé go n -oibríonn einsímí cosúil leis an peitse modhnaithe go gasta ar PET, is féidir le plaistigh eile cosúil le poileitiléin nó polapróipiléin míonna nó blianta a dhianscaoileadh faoi choinníollacha is fearr - i bhfad ró -mhall chun aghaidh a thabhairt ar na milliúin tonna de dhramhaíl phlaisteach a ghintear go bliantúil. Tá taighdeoirí ag fiosrú bealaí chun éifeachtúlacht einsím a fheabhsú trí éabhlóid threoraithe, próiseas a dhéanann aithris ar roghnú nádúrtha chun einsímí níos láidre a chruthú, agus chun il -einsímí nó catalaígh a chur le chéile chun dul i ngleic le sruthanna plaisteacha measctha.
Is ábhar imní é tionchar timpeallachta na bpróiseas ceimiceach seo freisin. Teastaíonn teochtaí nó brú ard ó go leor modhanna reatha, a itheann fuinneamh suntasach agus a chuireann le hastaíochtaí carbóin. Le bheith fíor -inbhuanaithe, ní mór go mbeadh próisis dhianscaoilte ina bhfuinneamh - éifeachtach agus go hidéalach ag foinsí fuinnimh in -athnuaite. Ina theannta sin, ní mór an tsamhail gheilleagair chiorclaigh - a athchúrsáil i dtáirgí nua - a bheith comhtháite le teicneolaíochtaí dianscaoilte chun a chinntiú nach gcailltear ábhair luachmhara.
Ag féachaint don todhchaí, is dócha go mbeidh gá le cur chuige ilghnéitheach -. Beidh ról ag dianscaoileadh ceimiceach, go háirithe i gcás plaistigh atá deacair a athchúrsáil go meicniúil, ach ní féidir leis athchúrsáil a dhéanamh ar laghdú, athúsáid, agus athchúrsáil mheicniúil mar phríomhstraitéisí. Ní mór do rialtais, do thionscail agus do thomhaltóirí oibriú le chéile chun tomhaltas plaisteach a laghdú, bonneagar bainistíochta dramhaíola a fheabhsú, agus infheistíocht a dhéanamh i dtaighde agus i bhforbairt teicneolaíochtaí dianscaoilte éifeachtúla.
Mar fhocal scoir, cé nach bhfuil aon cheimiceán amháin ann a fhéadann an ghéarchéim phlaisteach a réiteach, tá einsímí agus catalaígh atá ag dul i méid i gcorp taighde atá ag dul i méid in ann cineálacha plaisteacha éagsúla a bhriseadh síos. Tairgeann na fionnachtana seo dóchas, ach braitheann a n -iarratas forleathan ar dhúshláin a bhaineann le hinscéaltacht, costas agus tionchar comhshaoil a shárú. De réir mar a leanann an eolaíocht ar aghaidh, d'fhéadfadh an teaglaim de dhianscaoileadh ceimiceach, córais athchúrsála feabhsaithe, agus úsáid phlaisteach laghdaithe cosán a sholáthar chun an dochar comhshaoil de bharr an ábhair uileláithreach seo a mhaolú. Ní hé an cheist an féidir linn plaisteach a bhriseadh síos go ceimiceach, ach an féidir linn é sin a dhéanamh go tapa agus go hinbhuanaithe go leor chun difríocht a dhéanamh.