آینده‌ای سبزتر؛ با پلاستیک‌‌های بازیافتی چه کارهای خلاقانه‌ای می‌توان کرد؟

بازیافت پلاستیک بسیار دشوارتر از آن چیزیست که به نظر می‌رسد و تنها بخش کوچکی از پلاستیک مصرفی ما می‌تواند بازیافت شده و با تغییر کاربری، فرصتی دوباره برای حیات بیابد. به همین خاطر، می‌توان گفت که فضای بسیار زیادی برای بهبود فرایند بازیافت پلاستیک وجود دارد.

محققانی که با پروسه‌های شمیایی بازیافت پلاستیک سر و کله می‌زنند دائما در حال کشف راه‌های تازه برای استفاده مجدد از مواد دور ریختنی هستند؛ از تکنیک‌هایی که پلاستیک را به هواژل تبدیل می‌کنند تا دیگر روش‌هایی که به تولید سوخت منجر می‌شوند.

در این مقاله، به سراغ ۵ مثال از این تکنولوژی‌های بازیافت پلاستیک می‌رویم که آینده‌ای سبزتر برایمان رقم خواهند زد.

اما پیش از اینکه به سراغ نخستین مورد برویم، باید اشاره کرد که زباله‌های پلاستیکی مشکلی بسیار غول‌آساتر از آنچه ممکن است فکر کنید هستند و سالانه میلیون‌ها متر معکب پلاستیک روانه اقیانوس‌ها می‌شود. بنابراین به تکنولوژی‌های داخل این مطلب نمی‌توان به عنوان راه حل نگاه کرد. این‌ها صرفا راه‌هایی خلاقانه برای بهینه‌سازی هرچه بیشتر فرایند بازیافت پلاستیک هستند.

سوخت جت

تبدیل زباله به سوخت مورد نیاز جت‌های تجاری مانند ایده‌ای دیوانه‌وار به نظر می‌رسد، اما آنقدرها هم عجیب نیست. هواپیمایی بریتانیا به عنوان مثال با ایده تاسیس زباله‌دان‌هایی بازی کرده که پلاستیک و دیگر زباله‌ها را به سوخت تجدیدپذیر و پاک تبدیل می‌کنند. بسیاری از خطوط هوایی دیگر هم در جهان می‌خواهند مسیری مشابه را در پیش بگیرند.

این پروژه توسط پروفسور هانوو لِی هدایت می‌شود، محققی در دانشگاه واشنگتن استیت که اوایل سال جاری میلادی به این کشف رسید. او که روی پلی‌اتیلن کم چگالی به دست آمده از کیسه‌های پلاستیکی و درب‌های بطری پژوهش می‌کرد متوجه شد راهی برای شکستن مواد به اندازه دانه‌های برنج و سپس تبدیل‌شان به موتور جت وجود دارد.

این روش شامل قرار دادن گرانول روی بستری از کربن‌ِ فعال می‌شود و تمام این تجهیزات معمولا به نام راکتور لوله‌ای شناخته می‌شود. هم کربن و هم پلاستیک تا دمای ۵۷۱ درجه سانتی‌گراد داغ می‌شوند و همین باعث می‌گردد که هیدروژن ذخیره شده در پلاستیک آزاد شود. نتیجه نهایی گستره‌ای از هیدروکربن‌هاست که می‌توان در تئوری از آن‌ها برای ساخت بلوک‌های سوخت جت استفاده کرد.

دیزل

پروسه‌ای که در بالا توضیح داده شد گرماکافت نام دارد و می‌توان از آن برای تبدیل پلاستیک به نوعی دیگر از سوخت برای گستره وسیعی از وسایل نقلیه استفاده کرد. در سال ۲۰۱۷،‌ تیمی از محققان سیستمی موبایل ساختند که می‌توان را در پشت کامیون یا کشتی تعبیه کرد و تغییر کاربری پلاستیک را در حال حرکت انجام داد.

شیمی‌دانان پشت این سیستم، قادر به ساخت این ورژن مینیاتوری از گرماکافت به کمک نوعی جدید از کاتالیزگر بودند و مدعی شدند که این سیستم زباله‌های پلاستیکی را با سرعت بالا و بدون نیاز به پالایش اضافه تبدیل به سوخت دیزل می‌کند. اگرچه این سیستم ابعاد چندانی ندارد اما قادر به بلعیدن ۴۶۳۶ کیلوگرم پلاستیک در هر روز است.

اگرچه ایده فرستادن کشتی‌هایی به اقیانوس‌ها که قادر به جمع‌آوری پلاستیک و تبدیل‌شان به سوخت هستند بسیار رویایی به نظر می‌رسد، محققان می‌گویند این راکتور پرتابل در تاسیسات بازیافت زمینی عملکرد بهتری خواهد داشت. اما در هر صورت با اثبات مفهومی بسیار جالب طرف هستیم.

فیلترهای ارزان برای مواد شیمیایی خطرناک

تولید مواد شیمیایی پروسه‌ای زمان‌بر و هزینه‌بر است و انرژی زیادی صرف حذف کردن مولکول‌های ناخواسته از مایعات می‌شود. این به خاطر آن است که حلال‌های خطرناک داخل این مواد نیازمند فیلترهای هستند که باید نوعی غشای سرامیکی گران‌قیمت داشته باشند، اما آیا می‌توان این مشکل را به کمک زباله‌های پلاستیکی رفع کرد؟

محققان دانشگاه علم و تکنولوژی پادشاه عبدالله در عربستان سعودی اوایل سال جاری میلادی مدعی شدند که چنین کاری شدنی است. تیمی از محققان این دانشگاه کار خود را با پلاستیک‌های PET (همان نوع از پلاستیک‌هایی که در بطری‌های آب یک‌بار مصرف استفاده می‌شود) آغاز نمودند و پیش از تبدیل آن به غشایی مسطح به کمک حلالی خاص، تجزیه‌شان کردند.

این تیم ورژن‌های مختلف از غشا پلاستیکی بازیافت شده را تست کرد و با افزودن لایه‌های پلیمری اضافه، طراحی خود را بهبود بخشید. ورژن نهایی که فیلتری مناسب برای حذف مولکول از مایعات بود ۳۵ الی ۱۰۰ نانومتر قطر داشت. اما این فیلترها فقط برای مواد شیمیایی خطرناک مناسب نیستند و تیم دانشگاه مورد اشاره چشمش را به قلمروی فیلتر کردن آب نیز دوخته.

اسفنج برای هدررفت نفت

پژوهش‌های زیادی صرف توسعه موادی می‌شود که به ما در کاهش هدررفت نفت کمک می‌کنند، اما آیا می‌توان به روشی بهتر از هر روش دیگر دست یافت؟ پلاستیک‌های PET در ابعاد وسیع به زباله تبدیل می‌شوند و طی ماه نوامبر سال گذشته میلادی، محققان دانشگاه ملی سنگاپور خبر از کشفی دادند که به آن‌ها اجازه می‌دهد این پلاستیک‌ها را به نوعی بسیار کارآمد از هواژل تبدیل کنند.

برای این کار، محققان پلاستیک‌های PET را به فیبر تبدیل کرده و لایه‌ای از سیلیکون را روی آن‌ها کشیدند. این فیبرها سپس در معرض ترکیبی شیمیایی قرار گرفتند که باعث می‌شود باد کنند و بعد از خشک شدن زیر نور، تبدیل به هواژل‌هایی انعطاف‌پذیر شوند. این نخستین هواژل در نوع خودش بود که با PET ساخته شد و تیم می‌گوید که می‌توان از استفاده‌های متعدد کرد؛ مانند عایق‌بندی آکوستیک در ساختمان‌ها یا فیلترهای گرد و خاک.

اما مهم‌ترین کاربرد این هواژل در کاهش هدررفت نفتی به چشم می‌آید. اگر این اسفنج با ترکیباتی خاص آمیخته شود، قادر به جمع‌آوری هدررفت نفت با تاثیر ۷ برابر بیشتر از دیگر مواد موجود خواهد بود. تیم دانشگاه سنگاپور تکنولوژی خود را پتنت کرده و بعد از انتشار نتایج پژوهش خود، به دنبال شرکای صنعتی برای تجاری‌سازی این تکنولوژی بوده است.

لوله‌های کوچک کربنی

ریزلوله‌های کربنی به عنوان یک ماده، پتانسیل شگرفی در حوزه‌های مختلف -از درمان گرفته تا مهندسی دریایی و حتی دیوایس‌های خنثی‌کننده بمب- دارند. آیا کیسه‌های پلاستیکی می‌توانند نقطه آغازی برای این پتانسیل‌ها باشند؟

در سال ۲۰۱۳ میلادی، محققان دانشگاه ادلید در استرالیا مشغول آزمون و خطا با روش‌های تولید ریزلوله‌های کربنی از طریق ریختن لایه‌هایی از کربن روی غشایی از جنس آلومینیوم بودند. اگرچه محققان از اتانول به عنوان منبع کربن در آزمایش‌هایشان استفاده می‌کردند، یکی از اعضای تیم متوجه شد که هر منبع کربنی برای این روش مناسب خواهد بود؛ از جمله کیسه‌های پلاستیکی هواگیری شده.

در نهایت مشخص شد که این شکل از کربن در ساخت ریزلوله‌های کربنی موثرتر از اتانول است و محققان دیگر نیازی به کاتالیزگرهای سمی یا حلال‌های مختلف برای بهینه‌سازی پروسه نبودند.