Благодаря инновационному процессу удалось сделать революционное научное открытие.
В этом сюжете:
Знаете ли вы, что жирные кислоты, ключевые элементы мыловарения, имеют химическую структуру, напоминающую пластик? Недавняя статья, опубликованная в журнале Science и написанная профессором Гуоляном Лю из Технологического университета Вирджинии, подчеркнула это интересное сходство.
Это знание открывает двери для возможной трансформации полиэтилена, формы обычного пластика, в жирные кислоты, а затем и в мыло. Однако необходимо преодолеть препятствие, связанное с размером молекулы: пластмассы состоят из чрезвычайно больших молекул, состоящих примерно из 3000 атомов углерода, в то время как жирные кислоты значительно более компактны. Просветление пришло к Лю во время Рождества:
«Было Рождество, и я обнаружил, что любуюсь огнем в камине. Я начал размышлять о том, что когда дерево сгорает в огне, оно выделяет дым, состоящий из более мелких частиц, чем само дерево.
Чтобы быть точным, древесина, потребляемая огнем, в основном состоит из полимеров, таких как целлюлоза. Во время горения эти полимеры распадаются на более короткие цепи и, наконец, на небольшие газообразные молекулы, прежде чем полностью окислиться до углекислого газа.
Наша цель состояла в том, чтобы подражать этому процессу, разлагая молекулы синтетического полиэтилена аналогичным способом, но останавливая процесс до того, как они полностью превратятся в газообразные молекулы. Таким образом, мы бы получили молекулы с короткой цепью, подобные полиэтилену».
Для этого Лю и его команда Чжэнь Сюй и Эрик Муньянеза построили реактор, напоминающий духовку, способный сжигать пластик контролируемым образом. Нижняя часть реактора достигла температуры, достаточной для фрагментации полимерных цепей, в то время как верхняя часть поддерживала адекватное охлаждение, чтобы избежать чрезмерной фрагментации.
На следующем этапе ученые собрали полученные остатки и наблюдали за образованием короткоцепочечного полиэтилена с характеристиками воска, который затем превратился в мыло.
Капля в море
Метод, разработанный Лю, применим как к полиэтилену, так и к полипропилену, которые являются двумя наиболее распространенными формами пластика. На эти виды пластика приходится почти половина пластиковых отходов, образующихся каждый год, что составляет примерно 200 миллионов тонн. В настоящее время более 80% этих отходов попадает на свалки, а перерабатывается менее 10%.
Лю также с энтузиазмом прокомментировал результаты своего исследования, подчеркнув при этом необходимость действовать осторожно:
«Мы сделали первое в мире мыло из пластика. Его цвет может быть необычным, но его эффективность неоспорима. Однако пластиковое загрязнение представляет собой глобальную проблему.
Это одна из главных дилемм нашего общества, и наше открытие — лишь часть большой картины. Необходимы совместные усилия научных кругов и промышленности. Чтобы свести к минимуму загрязнение пластиком, оптимальной стратегией является резкое сокращение его использования».
