Kako je plastika „obukla” novo ruho i postala sapun.
Vjerujem da ste svi već dobro upoznati s problemom plastičnog otpada i poteškoćama pri njegovu zbrinjavanju. Jedna od glavnih ideja za rješavanje problema vezanih uz otpad jest recikliranje. Baš ova ideja o recikliranju plastike pala je na pamet znanstveniku Guoliang Liu, ali nije riječ o uobičajenom načinu recikliranja, već o novom životu plastike u obliku sapuna. Kako je došlo do ove, na prvi pogled, neobične ideje i na koji ju je način uopće moguće ostvariti?
Početna ideja. Nažalost, plastika nas okružuje i nalazi se gotovo u svakom kutku koji možemo zamisliti. Ona dolazi u mnogim oblicima poput jednokratne plastike, mikroplastike, sintetičkih vlakana i slično. Problem nastaje kada plastika postane otpad, uzrokujući onečišćenje okoliša. S takvim izazovom pred sobom, znanstvenici svakodnevno istražuju nove metode za smanjenje količine plastičnog otpada. Tako je jednog Božića, pomalo bajkovito, znanstvenik Guoliang Liu promatrajući kamin primijetio kako drvo dok gori otpušta dim koji se sastoji od malih čestica drva. Zapitao se može li se isto postići spaljivanjem plastike. Uz pomoć kolega konstruirao je reaktor sličan kaminu za sigurno spaljivanje plastike. Ideja je bila da temperatura na dnu reaktora bude dovoljno visoka za cijepanje polimernih lanaca, ali vrh reaktora dovoljno niske temperature kako ne bi došlo do prevelikog cijepanja lanaca.
Nakon provedbe reakcije, znanstvenici su otkrili da su proizveli polietilen kratkog lanca odnosno tip voska koji su kasnije mogli nizom kemijskih pretvoriti u sapun. Ideja je bila uspješna, no postavlja se pitanje koja je poveznica između sapuna i plastike.
Poveznica sapuna i plastike. Kada biste trebali naći asocijaciju za riječ sapun, odgovor vjerojatno ne bi bila plastika. Iako na prvi pogled sapun i plastika djeluju potpuno različito, razmislite ponovno. Zasigurno odgovor ne bi bio plastika. Iako vam se na prvu čini kako sapun i plastika nemaju ništa zajedničko razmislite ponovno. Istina je da možda izgledom, mirisom, teksturom i načinom uporabe nisu ni približno usporedivi, ipak su nevjerojatno slični na molekularnoj razini. Kemijska struktura polietilena jednog od najčešće upotrijebljenih oblika plastike u svijetu šokantno je slična strukturi masne kiseline koja se koristi za proizvodnju surfaktanata, sastojaka u sapunima i deterdžentima.
Surfaktanti su površinski aktivne tvari, odnosno kemijski spojevi koji smanjuju površinsku napetost ili međufaznu napetost između kapljevine i plina, dvije kapljevine ili krutine i kapljevine. Ova vrsta spojeva može djelovati kao emulgator, deterdžent, sredstvo za vlaženje ili pjenjenje. Znanstvenici su plastiku pretvorili u surfaktante tako što su lance voska oksidirali postupkom katalitičke oksidacije i tretirali ih alkalnom otopinom. Provedbom ove metode utvrđeno je da polietilen, plastika koja je potaknula sam projekt, nije jedina koja se može reciklirati na ovaj način. Još jedan tip plastike koji je pokazao zadovoljavajuće rezultate jest polipropilen Ubrzo se otkrilo kako Liuova metoda recikliranja može biti korištena za obje plastike istovremeno, što znači da nije nužno separirati plastike jednu od druge. Također, značajna prednost ove metode su vrlo jednostavni zahtjevi, a to su plastika i toplina.
Ovo otkriće, osim što je pridonijelo smanjenju plastičnog otpada u okolišu, omogućilo je novi izvor masnih kiselina za industrijsku proizvodnju deterdženata i smanjenje ovisnosti industrije o životinjskoj masti. Premda sapuni proizvedeni od plastike neće još neko vrijeme zaživjeti u našim kućanstvima kao pomoćnici u higijeni, zasigurno će korak po korak pomoći u novim otkrićima.
Za Stimulus piše autor: Karla Čulo (FKIT), Reaktor ideja
Literatura:
- Melecio-Zambrano L., ScienceNews, Chemists turned plastic waste into tiny bars of soap, 28. kolovoza 2023. (15.12.2023.)
- Virginia Tech, SciTechDaily, An Unexpected New Way To Recycle – Scientist Transform Plastic Waste Into Soap, 2023. (15.12.2023.)
- Murray A., The Guardian, US scientists turn old plastic into soap after fireside inspiration, 10. kolovoza 2023. (15.12.2023.)
- Phiddian E., Cosmos, plastic can be turned into soap, 11. kolovoza 2023. (15.12.2023.)
- https://en.wikipedia.org/wiki/Surfactant (15.12.2023.)