Американские ученые из Корнелльского и Принстонского университетов разработали революционный метод переработки черного полистирола — пластика, который ранее считался практически непригодным для вторичной переработки.
Черный полистирол широко применяется в производстве одноразовой упаковки, контейнеров для пищи и крышек для стаканчиков, но его переработка долгое время оставалась проблематичной. Из-за черного цвета оптические сканеры на заводах по переработке не могут идентифицировать этот материал, что затрудняет его сортировку. Даже в случае успешной идентификации пигмент сажи, который придаёт полистиролу чёрный цвет, делает традиционные методы разрушения молекулярных связей малоэффективными.
Обычно для разрушения таких связей необходима температура свыше 300 °C, что требует значительных энергетических затрат. Учёные решили обойти эту проблему, применив процесс фототермического преобразования: в этом методе свет преобразуется в тепло прямо внутри материала, инициируя разложение. Вместо добавления специальных соединений, которые могли бы стать отходами, исследователи использовали технический углерод, уже присутствующий в составе пластика.
В ходе эксперимента команда измельчила смесь полистирола и сажи в порошок, который поместили в герметичный флакон и облучили высокоинтенсивными светодиодными лампами. Сажа нагрела пластик, что привело к его разложению на жидкий стирол. Этот стирол и частицы сажи были затем переработаны обратно в твёрдый полистирол.
При обработке использованных черных контейнеров и крышек для кофе до 53% материала удалось превратить в стирол. Когда вместо ламп использовался сфокусированный солнечный свет, эффективность процесса возросла до 80%. Дополнительно исследователи выяснили, что черные кусочки пластика могут инициировать разложение других цветных фрагментов, достигнув скорости разложения в 67%.
Этот метод представляет собой значительный шаг к экологически устойчивой переработке одноразового пластика. Исследование, проведённое под руководством Севона О, Ханнинга Цзяна и Эрин Стаче, опубликовано в журнале ACS Central Science и открывает новые возможности для переработки пластиковых отходов с минимальными затратами энергии.
