Penyelidik telah membangunkan satu cara untuk menggunakan laser untuk meletupkan molekul plastik dan bahan lain ke bahagian terkecilnya untuk digunakan semula pada masa hadapan, mereka mengumumkan hari ini.
Kaedah ini melibatkan meletakkan bahan-bahan ini di atas bahan dua dimensi yang dipanggil dichalcogenides logam peralihan dan kemudian menyinarinya dengan cahaya.
Penemuan ini berpotensi untuk menambah baik cara kita menangani plastik yang sukar diuraikan pada masa ini. Penemuan telah diterbitkan dalam jurnal Nature Communications.
"Dengan mengeksploitasi tindak balas unik ini, kami boleh meneroka laluan baharu untuk menukar bahan pencemar alam sekitar kepada bahan kimia boleh guna semula yang berharga, dengan itu memacu pembangunan ekonomi yang lebih mampan dan bulat," kata Yuebing Zheng, seorang profesor di Jabatan Kejuruteraan Mekanikal Walker di Cockrell Sekolah Kejuruteraan di Universiti Texas di Austin dan salah seorang pemimpin projek. "Penemuan ini mempunyai implikasi penting untuk menangani cabaran alam sekitar dan memajukan bidang kimia hijau."
Pencemaran plastik telah menjadi krisis alam sekitar global, dengan berjuta-juta tan sisa plastik terkumpul di tapak pelupusan sampah dan lautan setiap tahun. Kaedah tradisional merendahkan plastik selalunya menggunakan tenaga, berbahaya kepada alam sekitar dan tidak berkesan. Para penyelidik membayangkan menggunakan penemuan baharu ini untuk membangunkan teknologi kitar semula plastik yang cekap untuk mengurangkan pencemaran.
Para penyelidik menggunakan cahaya berkuasa rendah untuk memecahkan ikatan kimia plastik dan mencipta yang baharu, mengubah bahan menjadi titik karbon pemancar cahaya. Titik karbon ini mendapat permintaan tinggi kerana kepelbagaian bahan nano berasaskan karbon dan berpotensi digunakan sebagai peranti memori dalam peranti komputer generasi akan datang.
"Sangat menarik untuk mengubah plastik yang tidak pernah terurai menjadi bahan yang berguna untuk banyak industri yang berbeza," kata Jingang Li, pelajar pasca doktoral di UC Berkeley yang memulakan penyelidikan ini di UT Austin.
Tindak balas khusus yang dirujuknya dipanggil "pengaktifan CH," di mana ikatan karbon-hidrogen dalam molekul organik dipecahkan secara selektif dan diubah menjadi ikatan kimia baru. Dalam kajian ini, bahan 2D memangkinkan tindak balas, menukar molekul hidrogen kepada gas, yang membolehkan molekul karbon terikat antara satu sama lain untuk membentuk titik karbon yang menyimpan maklumat.
Penyelidikan dan pembangunan lanjut diperlukan untuk mengoptimumkan proses pengaktifan CH dipacu cahaya ini dan meningkatkannya untuk aplikasi industri. Walau bagaimanapun, penyelidikan ini mewakili kemajuan penting dalam mencari penyelesaian mampan untuk pengurusan sisa plastik.
Proses pengaktifan CH dipacu cahaya yang ditunjukkan dalam kajian ini boleh digunakan pada banyak sebatian organik rantai panjang, termasuk polietilena dan surfaktan yang biasa digunakan dalam sistem bahan nano.
Pengarang bersama lain adalah dari Universiti Texas di Austin, Universiti Tohoku di Jepun, Universiti California, Berkeley, Makmal Kebangsaan Lawrence Berkeley, Universiti Baylor dan Universiti Negeri Pennsylvania.
Kerja ini disokong oleh geran daripada Institut Kesihatan Nasional, Yayasan Sains Kebangsaan, Persatuan Promosi Sains Jepun, Yayasan Hirose dan Yayasan Sains Semula Jadi Kebangsaan China.
