Ученые создали пластик, не требующий нефти для производства и полностью подверженный переработке
Мир безнадежно зависим от пластика. Как бы мы ни старались перерабатывать их, пластмассы дешевле производить заново, поэтому немыслимое количество пластиковых отходов выбрасывается на свалки и засоряет наши океаны. Из всех пластиков, когда-либо произведенных в истории человечества, было образовано более 6 миллиардов метрических тонн пластиковых отходов (которые не разлагаются, а только распадаются на более мелкие и мелкие кусочки), из которых на сегодняшний день переработано менее 10%.
Производство новых пластиков не только невероятно расточительно, но и использует исходные материалы, полученные из ископаемого топлива, которые должны оставаться в земле, если мы хотим предотвратить изменение климата. Чтобы немного решить эту глобальную проблему, двое материаловедов из Университета штата Бойсе в США разработали новый вид пластика, который, в отличие от существующих пластиков, не производится из сырой нефти и ее производных.
Более того, небольшие лабораторные эксперименты, воспроизводящие промышленные процессы, показывают, что примерно 93% этого вещества можно переработать в чистые исходные материалы, даже если пластик смешивается с другими необработанными пластиковыми отходами, бумагой и алюминием.
В своей статье Эллисон Кристи и Скотт Филлипс описывают создание нового типа пластика на основе поли(этилцианоакрилата) или PECA, который получают из мономера, используемого для изготовления суперклея. Как и все пластиковые полимеры, новый продукт формируется в процессе полимеризации, когда отдельные повторяющиеся мономерные звенья соединяются вместе в результате химической реакции, образуя одну длинную цепь. Кристи и Филлипс предполагают, что если их производить в промышленных масштабах, их новый перерабатываемый пластик PECA может заменить полистирольные пластики, которые не принимаются в большинстве программ вторичной переработки.
Пластиковый кризис
Полистирольные пластмассы бывают нескольких видов: вспененный полистирол, также известный как пенополистирол, который используется в качестве легкого упаковочного материала или для изготовления контейнеров для еды на вынос; и термоформованный полистирол, используемый для изготовления одноразовых тарелок, чашек и столовых приборов. Хотя было бы здорово заменить эти продукты легко перерабатываемой альтернативой, полистирол составляет всего 6% от текущих пластиковых отходов, что является лишь небольшой частью гораздо большей проблемы.
Однако Кристи и Филлипс считают, что со временем их новый пластик PECA сможет предложить конкурентоспособную альтернативу другим формам пластика, помимо полистирола. «Благодаря превосходным свойствам материалов и простоте переработки, PECA может быть полезен в других контекстах, помимо простой замены полистирола, что еще больше улучшит степень переработки потока пластиковых отходов», — пишут исследователи в своей статье.
Ложка дегтя
Все это еще предстоит проверить. Первоначальные лабораторные эксперименты Christy и Phillips показали, что новый пластик PECA имеет свойства, сравнимые с существующими пластиками, и стабилен в жаркой и влажной среде. Эта долговечность и устойчивость к деградации делают пластмассы такими универсальными, но при этом их трудно или невозможно разрушить. Тем не менее, они содержат строительные блоки для новых пластиков, соединенных в аккуратный ряд (если вы найдете способ их разобрать). Но большинство пластмасс либо сжигают, либо выбрасывают.
Что касается переработки, Кристи и Филлипс показали, как длинные полимерные цепи пластика PECA можно термически «расщепить» при температуре 210 °C, а полученные мономеры перегнать в чистый продукт для повторного использования.
Переработка пластика — действительно благородная стратегия, но для того, чтобы потребители могли присоединиться к ней, необходимы правильные системы. Например, Норвегия добилась успехов в реализации схем, в рамках которых было переработано 97% пластиковых бутылок. Между тем, недавний отчет Гринпис США показал, что только около 5% пластика в настоящее время перерабатывается в Соединенных Штатах после того, как перерабатывающая промышленность Китая перестала принимать пластиковые отходы из других стран.
Основная часть этих пластиковых отходов восходит к нескольким мировым компаниям, что заставляет некоторых экспертов утверждать, что ответственность за разработку подходящих альтернатив и сокращение производства одноразового пластика лежит на этих компаниях, чтобы устранить первопричину Мировой мусорный кризис.
Как отметили три ученых в журнале Science в 2017 году после анализа производства, использования и судьбы всех когда-либо произведенных пластиков, переработка сокращает образование пластиковых отходов в будущем только в том случае — и только в том случае — если она вытесняет первичное производство пластика.
Однако ученые вынуждены признать, что применять подобные меры в реальности «крайне тяжело».