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Jun 14, 2023

버지니아 공과대학 연구원들이 플라스틱을 비누로 변환하다

그의 연구실에 있는 Guoliang “Greg” Liu. (사진: Steven Mackay/Virginia Tech.) 플라스틱은 다른 제품과는 달리 인간이 생산하고 사용합니다. 이 물질은 매립지에서 오랫동안 지속되는 것으로 악명이 높습니다. 이것

그의 연구실에 있는 Guoliang “Greg” Liu. (사진: Steven Mackay/Virginia Tech.)

플라스틱은 다른 어떤 제품과도 달리 인간이 생산하고 사용합니다. 이 물질은 매립지에서 오랫동안 지속되는 것으로 악명이 높습니다. 이 플라스틱 폐기물 문제는 우리가 직면한 가장 큰 환경적 장애물 중 하나입니다. 혁신적인 솔루션이 모색되었지만 많은 경우 플라스틱 폐기물을 처리하기 위해 특수 화학 물질이나 심지어 벌레가 필요합니다. 버지니아 공대의 과학자들은 최근 단순한 열을 사용하여 폴리에틸렌을 비누, 세제 및 기타 귀중한 제품의 기초가 되는 지방산으로 전환시키는 새로운 접근법을 발견했습니다.

폴리에틸렌은 대부분의 현대 소비자 플라스틱을 구성합니다. 버지니아 공대 부교수인 Guoliang "Greg" Liu는 긴 탄소 사슬 구조가 지방산과 상대적으로 유사하다는 사실을 발견했습니다. 후자는 한쪽 꼬리에 원자 클러스터가 있는 탄소 사슬입니다. 그러나 하나를 다른 것으로 변환하는 방법은 무엇입니까? Liu는 나무를 연기로 바꾸는 불에서 영감을 얻었습니다. “장작은 대부분 셀룰로오스와 같은 고분자로 만들어집니다. 장작을 연소시키면 이러한 중합체가 짧은 사슬로 분해된 다음, 이산화탄소로 완전히 산화되기 전에 작은 기체 분자로 분해됩니다.”라고 그는 성명에서 설명했습니다. "우리가 유사하게 합성 폴리에틸렌 분자를 분해하지만 작은 기체 분자로 분해되기 전에 공정을 중단한다면 짧은 사슬의 폴리에틸렌과 유사한 분자를 얻어야 합니다."

Liu와 그의 연구실은 대학원생인 Zhen Xu 및 Eric Munyaneza와 함께 보일러 시스템을 만들었습니다. 플라스틱 병에서 발견되는 플라스틱과 같은 플라스틱은 오븐과 같은 반응기에서 가열될 수 있습니다. 용기 내부의 높은 온도는 폴리머 플라스틱 사슬을 파괴하는 반면, 더 낮은 온도는 위쪽으로 이동하면서 이러한 분해를 늦춥니다. 그런 다음 단쇄 폴리에틸렌인 왁스를 반응기에서 제거할 수 있습니다. 계면활성제로 알려진 이 물질은 비누와 세제에 사용됩니다. 몇 가지 간단한 단계만 더 거치면 이러한 고부가가치 제품으로 변신합니다.

플라스틱을 업사이클링하는 이 새로운 방법에는 많은 이점이 있습니다. 우선, 다른 유형의 일반 플라스틱인 폴리프로필렌과 함께 사용할 수 있습니다. 이렇게 하면 플라스틱을 유형별로 분류할 필요가 없습니다. 또한 다른 계획의 효소, 벌레 및 기타 복잡한 설정이 부족합니다. 마지막으로, 비누 및 유사 제품의 수요가 높기 때문에 플라스틱을 지방산으로 줄이는 이 과정은 경제적으로 실행 가능하고 투자를 장려할 수 있습니다. 이 새로운 프로세스를 담당하는 연구자들은 큰 기대를 갖고 있습니다.

“플라스틱 오염은 몇몇 주류 국가의 문제가 아니라 세계적인 문제라는 점을 깨달아야 합니다. 정교한 공정과 복잡한 촉매 또는 시약에 비해 간단한 공정은 전 세계 다른 많은 국가에서 더 쉽게 접근할 수 있습니다.”라고 Xu는 말했습니다. “이것이 플라스틱 오염과 싸우는 전쟁의 좋은 시작이 되기를 바랍니다.”

Liu와 Eric Munyaneza가 플라스틱을 준비하고 있습니다. (사진: Steven Mackay/Virginia Tech.)

폴리에틸렌과 폴리프로필렌의 W왁스는 가열되어 산화되어 촉매 산화를 통해 지방산을 생성합니다. (사진: Steven Mackay/Virginia Tech.)

h/t: [좋은뉴스네트워크]

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