Несмотря на то, что ученые постоянно ищут способы утилизации пластиковых отходов, проблема пластикового загрязнения не теряет своей остроты. По данным Европейского агентства по окружающей среде, более половины всего произведенного на планете пластика было создано после 2000 года, а к 2050 году ежегодное производство пластмасс может удвоиться еще раз. Сегодня лишь 9% всех пластиковых отходов в мире подвергаются переработке, остальной пластиковый мусор остается в окружающей среде, где на его естественное разложение уйдут десятилетия. В США, которые являются крупнейшим загрязнителем пластиком на душу населения в мире, удается переработать всего 5% таких отходов. Пластик скапливается в океанах, образуя гигантские мусорные пятна, наносит вред дикой природе, а при разложении превращается в микропластик, который может проникать в организм человека, в том числе в мозг, и провоцировать опасные болезни.
Чтобы найти способ решения этой проблемы, ученые применили катализатор на основе молибдена — серебристого металла с высокой пластичностью, в сочетании с активированным углем. Нагрев этой смеси привел к разрушению химических связей полиэтилентерефталата (ПЭТ) — основного компонента пластиковых бутылок и текстильных волокон. При этом ключевым элементом процесса стало воздействие влаги из воздуха, которая позволила трансформировать пластик в терефталевую кислоту и ацетальдегид — промышленный химикат, который легко извлекается из смеси и также имеет ценное применение.
Огромным преимуществом метода стала его избирательность: он воздействует исключительно на полиэфирные материалы, не требуя предварительной сортировки мусора. В ходе экспериментов ученые успешно разлагали пластиковые бутылки, текстиль и окрашенные пластики, получая при этом чистую, бесцветную TPA.
Соавтор исследования, химик из Северо-Западного университета Йоси Кратиш подчеркивает, что для работы метода необходимо определенное количество влаги — при добавлении избыточного количества воды процесс прекращается. В ходе нескольких экспериментов ученые выяснили, что оптимальная концентрация воды для успешного разложения пластика присутствует в атмосферном воздухе. То, что для разложения пластика не понадобится дополнительная вода, делает методику еще более привлекательной с экологической точки зрения, ведь вода является ценным ресурсом, доступным далеко не везде.
Следующим шагом команды станет адаптация технологии для промышленного использования. По словам соавтора работы Навина Малика, новая методика может значительно сократить загрязнение пластиком, снизить экологический след производства пластмасс и поспособствовать переходу к циклической экономике, в которой материалы используются повторно, а не выбрасываются.
Тем временем в РФ ученые разработали умный оптический сортировщик мусора.
