Как мы можем стимулировать переработку пластика? Превратить его в графен

Микропластики теперь признаны значительной опасностью для окружающей среды и здоровья из-за их повсеместного присутствия. В ответ на эту проблему группа под руководством Мохана Джейкоба, профессора электротехники в Университете Джеймса Кука, использовала передовую технологию, известную как микроволновая плазма атмосферного давления, для решения проблемы как пластиковых отходов, так и производства материалов.

Джейкоб и его команда адаптировали эту технологию, ранее использовавшуюся для синтеза графена из таких газов, как метан и этанол, для обработки микропластика. Микроволновая плазма атмосферного давления включает направление микроволн в камеру, заполненную такими газами, как аргон, создавая высокореактивное состояние плазмы. Эта плазма разлагает микропластик на газы, такие как метан, которые затем разлагаются дальше в плазме, высвобождая атомы углерода. Эти атомы углерода в конечном итоге реорганизуются в гексагональную решетчатую структуру графена.

По сравнению с традиционными методами производства графена, такими как химическое осаждение из паровой фазы (CVD), этот подход более экологичен и экономически эффективен. «Микроволновая плазма атмосферного давления не только производит высококачественный графен, но и устраняет вредный микропластик из окружающей среды», — пояснил Мохаммед Адиль Зафар, исследователь из Университета Джеймса Кука и соавтор исследования. Это двойное преимущество соответствует целям устойчивого развития и поддерживает круговую экономику.

В своих недавних экспериментах, опубликованных в *Small Science*, команда Джейкоба достигла коэффициента конверсии шесть к одному, что означает, что 30 мг микропластика давали 5 мг графена. Качество полученного графена соответствовало или даже превосходило качество графена из обычных источников, что делало его пригодным для различных коммерческих применений, включая электронику, хранение энергии, композитные материалы и экологические технологии.

Однако технология сталкивается с проблемами, связанными с масштабируемостью. В настоящее время этот процесс менее эффективен для пластиков, содержащих высокие уровни добавок, наполнителей или загрязняющих веществ. Кроме того, пластики с хлором, такие как поливинилхлорид (ПВХ), могут производить токсичные побочные продукты, что повышает проблемы безопасности и экологии. Команда Джейкоба работает над оптимизацией процесса для обработки более широкого спектра микропластиков и изучает более крупные реакционные камеры, чтобы сделать технологию жизнеспособной для промышленных применений.

Эти достижения представляют собой значительный шаг к уменьшению загрязнения пластиком и продвижению устойчивого производства материалов. По мере развития исследований микроволновая плазма атмосферного давления может стать важнейшим инструментом в переработке пластиковых отходов и продвижении более устойчивого будущего.