นักวิจัยได้ประกาศเมื่อวันนี้ว่าได้พัฒนาวิธีการใช้เลเซอร์เพื่อยิงโมเลกุลของพลาสติกและวัสดุอื่นๆ ให้เข้าไปในชิ้นส่วนที่เล็กที่สุดเพื่อการนำกลับมาใช้ใหม่ในอนาคต
วิธีการนี้เกี่ยวข้องกับการวางวัสดุเหล่านี้ไว้ด้านบนของวัสดุสองมิติที่เรียกว่าไดชัลโคเจไนด์โลหะทรานซิชัน แล้วจึงฉายแสงไปที่วัสดุเหล่านี้
การค้นพบนี้มีศักยภาพที่จะปรับปรุงวิธีการจัดการกับพลาสติกที่ย่อยสลายได้ยากในปัจจุบัน ผลการค้นพบนี้ได้รับการตีพิมพ์ในวารสาร Nature Communications
Yuebing Zheng ศาสตราจารย์จากแผนกวิศวกรรมเครื่องกล Walker แห่ง Cockrell School of Engineering แห่งมหาวิทยาลัยเท็กซัสที่เมืองออสตินและหนึ่งในหัวหน้าโครงการ กล่าวว่า "การใช้ประโยชน์จากปฏิกิริยาพิเศษเหล่านี้ ช่วยให้เราสำรวจเส้นทางใหม่ๆ ในการเปลี่ยนมลพิษในสิ่งแวดล้อมให้กลายเป็นสารเคมีที่สามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้ซึ่งมีมูลค่าสูง ซึ่งจะช่วยขับเคลื่อนการพัฒนาเศรษฐกิจที่ยั่งยืนและหมุนเวียนมากขึ้น การค้นพบนี้มีความสำคัญต่อการแก้ไขปัญหาสิ่งแวดล้อมและการพัฒนาสาขาเคมีสีเขียว"
มลพิษจากพลาสติกกลายเป็นวิกฤตด้านสิ่งแวดล้อมระดับโลก โดยมีขยะพลาสติกหลายล้านตันสะสมอยู่ในหลุมฝังกลบและมหาสมุทรทุกปี วิธีการย่อยสลายพลาสติกแบบดั้งเดิมมักใช้พลังงานมาก เป็นอันตรายต่อสิ่งแวดล้อม และไม่มีประสิทธิภาพ นักวิจัยคาดการณ์ว่าจะใช้การค้นพบใหม่นี้เพื่อพัฒนาเทคโนโลยีรีไซเคิลพลาสติกที่มีประสิทธิภาพเพื่อลดมลพิษ
นักวิจัยใช้แสงพลังงานต่ำเพื่อทำลายพันธะเคมีของพลาสติกและสร้างพันธะใหม่ โดยเปลี่ยนวัสดุให้กลายเป็นจุดคาร์บอนที่เปล่งแสง จุดคาร์บอนเหล่านี้เป็นที่ต้องการอย่างมากเนื่องจากนาโนวัสดุที่ทำจากคาร์บอนมีความอเนกประสงค์ และอาจใช้เป็นอุปกรณ์หน่วยความจำในอุปกรณ์คอมพิวเตอร์รุ่นต่อไปได้
“เป็นเรื่องที่น่าตื่นเต้นที่จะแปลงพลาสติกที่ไม่มีวันย่อยสลายให้กลายเป็นวัสดุที่มีประโยชน์สำหรับอุตสาหกรรมต่างๆ มากมาย” Jingang Li นักศึกษาหลังปริญญาเอกที่ UC Berkeley ซึ่งเริ่มการวิจัยนี้ที่ UT Austin กล่าว
ปฏิกิริยาเฉพาะที่เขากล่าวถึงเรียกว่า "การกระตุ้น CH" ซึ่งพันธะคาร์บอน-ไฮโดรเจนในโมเลกุลอินทรีย์จะถูกทำลายอย่างเลือกสรรและเปลี่ยนเป็นพันธะเคมีใหม่ ในการศึกษาครั้งนี้ วัสดุ 2 มิติเป็นตัวเร่งปฏิกิริยา โดยเปลี่ยนโมเลกุลไฮโดรเจนให้กลายเป็นก๊าซ ซึ่งทำให้โมเลกุลคาร์บอนสามารถจับกันเองเพื่อสร้างจุดคาร์บอนที่เก็บข้อมูล
จำเป็นต้องมีการวิจัยและพัฒนาเพิ่มเติมเพื่อปรับกระบวนการกระตุ้น CH ที่ขับเคลื่อนด้วยแสงให้เหมาะสมที่สุดและขยายขนาดให้เหมาะกับการใช้งานในอุตสาหกรรม อย่างไรก็ตาม การวิจัยนี้ถือเป็นความก้าวหน้าที่สำคัญในการค้นหาวิธีแก้ปัญหาที่ยั่งยืนสำหรับการจัดการขยะพลาสติก
กระบวนการกระตุ้น CH ที่ขับเคลื่อนด้วยแสงซึ่งสาธิตในการศึกษานี้สามารถนำไปใช้กับสารประกอบอินทรีย์สายยาวหลายชนิด รวมถึงโพลีเอทิลีนและสารลดแรงตึงผิวที่มักใช้ในระบบนาโนวัสดุ
ผู้เขียนร่วมคนอื่นๆ ได้แก่ มหาวิทยาลัยเท็กซัสที่เมืองออสติน มหาวิทยาลัยโทโฮกุในญี่ปุ่น มหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย เบิร์กลีย์ ห้องปฏิบัติการแห่งชาติลอว์เรนซ์เบิร์กลีย์ มหาวิทยาลัยเบย์เลอร์ และมหาวิทยาลัยแห่งรัฐเพนซิลวาเนีย
งานนี้ได้รับการสนับสนุนจากทุนสนับสนุนของสถาบันสุขภาพแห่งชาติ มูลนิธิวิทยาศาสตร์แห่งชาติ สมาคมส่งเสริมวิทยาศาสตร์แห่งญี่ปุ่น มูลนิธิฮิโรเสะ และมูลนิธิวิทยาศาสตร์ธรรมชาติแห่งชาติของจีน
