Французские ученые из Национального центра научных исследований (CNRS) разработали новый метод химической переработки, который позволяет бесконечно перерабатывать силиконовые отходы. В отличие от традиционных методов, таких как механическая переработка, новый процесс сохраняет молекулярную структуру и свойства материала, что открывает новые возможности для устойчивого использования силикона. Соответствующее исследование опубликовано в журнале Science.
Силиконы, широко используемые в промышленности и быту, получают из кремния, который добывается из кварца. Однако традиционные методы его обработки требуют значительных энергетических затрат и сопровождаются выбросами углекислого газа, что увеличивает углеродный след отрасли. Новый метод, предложенный учеными, исключает необходимость в добыче сырья, так как использует силиконовые отходы для создания новых материалов. Это сокращает экологическое воздействие и снижает выбросы углекислого газа.
Процесс переработки включает использование галлия как катализатора и бора для деполимеризации силиконов, что позволяет превращать отходы в хлоросиланы — ключевые молекулы для синтеза силикона. В отличие от механической переработки, которая ухудшает свойства материалов, новый метод сохраняет их молекулярную структуру и позволяет получать силикон, идентичный первичному по качеству.
Этот процесс предлагает уникальную возможность для создания замкнутого цикла переработки, что дает шанс бесконечно использовать силиконовые отходы. Это имеет большое значение для таких отраслей, как электроника, медицина и аэрокосмическая промышленность, где требуются высококачественные материалы. Метод также поможет сократить потребность в природных ресурсах и снизить давление на экосистемы.
Ученые из CNRS, работая в сотрудничестве с другими научными учреждениями и промышленными партнерами, разработали систему, которая может быть внедрена в существующие производственные процессы. В будущем метод планируется адаптировать для других этапов жизненного цикла силикона, что позволит еще больше сократить отходы и повысить эффективность переработки.
Экологические и экономические преимущества нового метода очевидны: переработка силикона без потери качества снижает потребность в новых материалах и помогает минимизировать углеродный след. Кроме того, технология открывает возможности для переработки других синтетических материалов, что в дальнейшем может привести к устойчивым и эффективным подходам в различных отраслях.
В то время как одни ученые меняют подход к переработке силикона, другие ищут способы использовать даже угольные отходы во благо экологии. Один из таких примеров — технология, превращающая золу от ТЭС в экологичный бетон.
