تبدیل یکی از سخت‌ترین پلاستیک‌های قابل‌ بازیافت به روغن موتور

پژوهشگران دانشگاه ویرجینیا تک موفق شده‌اند پلاستیک PVC را، که از سخت‌ترین پلیمرها برای بازیافت مسئولانه است، به ماده‌ای ارزشمند برای تولید روان‌کننده‌های صنعتی مانند روغن موتور تبدیل کنند.

به گزارش آذرنگار، این دستاورد که در نشریه Nature منتشر شده، می‌تواند هم‌زمان دو مشکل مهم را هدف بگیرد:

از یک سو، کاهش انباشت پسماند PVC در محل‌های دفن زباله، و از سوی دیگر، تولید یک ماده صنعتی پرکاربرد با ارزش افزوده بالا.

PVC یا پلی‌وینیل کلراید از پرمصرف‌ترین پلاستیک‌های جهان است و در لوله‌ها، قاب پنجره‌ها و حتی کارت‌های اعتباری استفاده می‌شود. اما همین ماده به‌دلیل داشتن کلر و همچنین تنوع افزودنی‌ها، به‌سختی به‌صورت ایمن و پایدار بازیافت می‌شود. در نتیجه، بخش بزرگی از این پسماندها به‌جای بازیافت، راهی محل دفن زباله می‌شوند.

از زباله پلاستیکی تا روان‌کننده صنعتی

در این پژوهش، گروه Guoliang “Greg” Liu در دانشگاه ویرجینیا تک، PVC را در یک حلال قرار دادند و سپس با افزودن آلومینیوم تری‌کلرید و آلفااولفین‌ها، مخلوط را تا حدود ۷۰ درجه سلسیوس به مدت ۳ ساعت گرم کردند. محصول نهایی، یک روغن نسبتاً غلیظ بود که می‌تواند به‌عنوان جزء اصلی روان‌کننده‌هایی مانند روغن موتور به کار رود.

به گفته Liu، این مطالعه دو پیام مهم دارد:

نخست این‌که استفاده از پسماند پلاستیکی برای ساخت روان‌کننده‌های پرفورمنس بالا امکان‌پذیر است، و دوم این‌که این روان‌کننده‌ها می‌توانند در مسیر پایداری صنعتی قرار بگیرند.

چرا این موضوع مهم است؟

روان‌کننده‌ها شاید چندان دیده نشوند، اما در ماشین‌آلات بسیار متنوعی نقش حیاتی دارند؛ از چمن‌زن‌ها و خودروهای سواری گرفته تا موتورهای جت. بنابراین، تأمین پایدار مواد اولیه برای تولید آن‌ها اهمیت صنعتی بالایی دارد.

از سوی دیگر، تولید روغن موتور و سایر روان‌کننده‌ها از منابع متداول، از نظر زیست‌محیطی هزینه‌بر است. اگر بتوان بخشی از این مواد را از پسماند پلاستیکی تأمین کرد، هم فشار بر محیط‌زیست کمتر می‌شود و هم زنجیره‌ای تازه برای upcycling شکل می‌گیرد؛ یعنی تبدیل زباله به محصولی با ارزش بالاتر.

این ایده از کجا آمد؟

این پروژه از کارهای قبلی گروه Liu الهام گرفته بود؛ کارهایی که در آن، برخی پسماندهای پلاستیکی به سورفکتانت‌های مورد استفاده در صابون‌ها و شوینده‌ها تبدیل شده بودند. پس از موفقیت آن مسیر، تیم به سراغ PVC رفت.

اما نتایج اولیه آن‌طور که انتظار می‌رفت پیش نرفت. ماده نهایی بیش از حد نرم و چسبناک بود. در همین مرحله، Liu به یک ایده ساده اما کلیدی رسید:

اگر این پلیمر این‌قدر نرم است، چرا زنجیره‌های آن را بیشتر نشکنیم تا به قطعات کوچک‌تر و مفیدتری برسیم؟

همین تغییر نگاه، مسیر پژوهش را عوض کرد.

ارزیابی کاربرد صنعتی

برای بررسی دقیق‌تر کیفیت محصول، نمونه‌ها به پژوهشگران دیگر نیز سپرده شد. Ali Erdemir در Texas A&M خواص ماده را ارزیابی کرد، William Goddard در Caltech محاسبات شیمیایی انجام داد و Xi Chen در ویرجینیا تک، امکان‌سنجی اقتصادی و تولید در مقیاس بزرگ‌تر را بررسی کرد.

هدف نهایی تیم، فقط ساخت یک محصول آزمایشگاهی نیست؛ بلکه رساندن این فرایند به مرحله‌ای است که بتوان آن را سازگارتر با محیط‌زیست، مقرون‌به‌صرفه‌تر و مقیاس‌پذیرتر کرد.