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Jun 14, 2023

バージニア工科大学の研究者がプラスチックを石鹸に変える

研究室にいるGuoliang “Greg” Liu。 (写真: Steven Mackay/バージニア工科大学) プラスチックは、他のほとんどの製品と同様に人間によって生産され、使用されます。 悪名高いことに、この素​​材は埋め立て地で何年も保存されます。 これ

研究室にいるGuoliang “Greg” Liu。 (写真: Steven Mackay/バージニア工科大学)

プラスチックは、他のほとんどの製品と同様に人間によって生産され、使用されます。 この材料は埋め立て地で何年も長持ちするということで悪名高い。 このプラスチック廃棄物問題は、私たちが直面する環境上の最大のハードルの 1 つです。 革新的な解決策が模索されてきましたが、その多くはプラスチック廃棄物の処理に特殊な化学物質や虫さえ​​も必要とします。 バージニア工科大学の科学者らは最近、単純な熱を利用してポリエチレンを石鹸、洗剤、その他の価値ある製品の基礎となる脂肪酸に変換する新しいアプローチを発見し、サイエンス誌に発表した。

ポリエチレンは、現代の消費者向けプラスチックのほとんどを構成しています。 バージニア工科大学の准教授、Guoliang "Greg" Liu は、その長い炭素鎖の構造が脂肪酸に比較的似ていることに気づきました。 後者は、一方の尾部に原子のクラスターを持つ炭素鎖です。 しかし、一方をもう一方に変換するにはどうすればよいでしょうか? リューは木を煙に変える火からインスピレーションを得ました。 「薪は主にセルロースなどのポリマーでできています。 薪の燃焼はこれらのポリマーを短い鎖に分解し、完全に酸化して二酸化炭素になる前に小さなガス状分子に分解します」と彼は声明で説明した。 「合成ポリエチレン分子を同様に分解し、小さな気体分子にまで分解する前にプロセスを停止すれば、短鎖のポリエチレンのような分子が得られるはずです。」

Liu 氏と彼の研究室は、大学院生の Zhen Xu 氏と Eric Munyaneza 氏と協力して、ボイラー システムを作成しました。 ペットボトルに含まれるプラスチックなどは、オーブンのような反応器で加熱できます。 容器内の温度が低いとポリマープラスチック鎖が切断され、温度が低いとポリマーが上方に移動するためこの分解が遅くなります。 次いで、ワックスである短鎖ポリエチレンを反応器から除去することができる。 界面活性剤として知られるこの物質は、石鹸や洗剤に使用されます。 さらにいくつかの簡単なステップを踏むだけで、このような高価値の製品に変わります。

プラスチックをアップサイクルするこの新しい方法には多くの利点があります。 1 つは、別の種類の一般的なプラスチックであるポリプロピレンと併用できることです。 これにより、プラスチックを種類ごとに分別する必要がなくなりました。 さらに、他のスキームにある酵素、ワーム、その他の複雑なセットアップがありません。 最後に、石鹸や同様の製品の需要は高いため、プラスチックを脂肪酸に還元するこのプロセスは経済的に実行可能であることが証明され、投資が促進される可能性があります。 この新しいプロセスを担当する研究者たちは大きな期待を抱いています。

「プラスチック汚染は一部の主流国の問題ではなく、世界的な課題であることを認識すべきです。 洗練されたプロセスや複雑な触媒や試薬と比較して、単純なプロセスは世界中の多くの国にとってより利用しやすいかもしれません」と徐氏は述べた。 「これがプラスチック汚染との戦いの良いスタートになることを願っています。」

プラスチックを準備するリューとエリック・ムニャネザ。 (写真: Steven Mackay/バージニア工科大学)

ポリエチレンおよびポリプロピレンからのワックスを加熱して酸化し、接触酸化によって脂肪酸を生成します。 (写真: Steven Mackay/バージニア工科大学)

h/t: [グッドニュースネットワーク]

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