Текст опубликован в личном блоге и его автор не имеет отношения к администрации сайта
Есть одна вещь, которую химики делают превосходно, - это создание прочных связей между атомами. И вот теперь мы пытаемся устранить последствия этих гениальных изобретений: пластиковые отходы, которые в итоге сжигаются, выбрасываются на свалку или плавают в океанах. Пластмассы - это полимеры, длинные цепочки молекул, соединенные прочными химическими связями. Именно поэтому их трудно разложить или переработать. Разорвать эти химические связи, чтобы вернуться к маленьким молекулярным строительным блокам, часто является сложной химической проблемой.
Пока в борьбе с основными видами пластика, которые мы используем, удалось добиться переменного успеха. Одним из самых популярных видов пластмасс является полиэтилентерефталат (ПЭТ), который используется для изготовления пластиковых бутылок. Его можно просто измельчить и переделать в новые бутылки. В данном процессе помощь химиков не требуется.
Совершенно иначе обстоит дело с большинством других важных видов пластика. Возьмем, к примеру, поливинилхлорид (ПВХ), который повсеместно используется в стеклопакетах и многих других изделиях. "ПВХ - это абсолютный кошмар, - говорит химик Энтони Райан из Университета Шеффилда, Великобритания. Не существует известного способа его переработки, и даже если бы вы это сделали, то в итоге получили бы винилхлорид - токсичное соединение, которое может увеличить риск заболевания раком".
Поэтому одна из задач химиков - разработать новые реакции, которые позволят расщепить пластик на молекулы, пригодные для повторного использования. Сюзанна Скотт из Калифорнийского университета в Санта-Барбаре недавно успешно справилась с полиолефинами - классом пластмасс, в который входит полиэтилен. Она разработала метод, который с помощью катализатора расщепляет эти пластмассы на более мелкие молекулы без воздействия высоких температур. Эти более мелкие молекулы могут быть использованы в моющих средствах, красках или фармацевтических препаратах.
Кроме того, при разработке новых пластмасс необходимо с самого начала планировать, что с ними будет происходить после окончания срока службы. Сейчас химики начинают изобретать пластиковые материалы, которые можно перерабатывать бесконечно или которые распадаются на материалы, питающие почву.
Одним из таких примеров является пластик, разработанный Тингом Ксу из Калифорнийского университета в Беркли. Сюй добавил в пластик крошечные капсулы, содержащие энзимы. Этот материал можно перерабатывать, нагревать и формовать из него полезные предметы. Но когда срок его службы заканчивается, достаточно замочить материал в теплой воде на неделю или около того. Это высвободит ферменты, которые переработают пластик на мелкие молекулы. В будущем нам понадобится еще немало подобных материалов, если мы действительно хотим искоренить такое бедствие, как пластиковые отходы.
Источники: Journal Nature, Journal Science
(https://www.nature.com/articles/s41586-021-03408-3)
(https://www.science.org/doi/abs/10.1126/science.abc5441)