Интернет-дайджест novCITY.ru - Новости и события Великого Новгорода

Аэрогель из пластиковых бутылок спасёт мир от полимерных отходов

Аэрогель из пластиковых бутылок спасёт мир от полимерных отходов

Учёные из Национального университета Сингапура представили инновационный способ переработки пластикового мусора, благодаря которому можно будет не просто утилизировать полимерные отходы, но и создавать аэрогели с множеством полезных применений.

Авторы исследования отмечают, что работали с отслужившими пластиковыми бутылками, которые, как правило, отправляются на специальные свалки. Утилизация такого мусора до сих пор остаётся проблемой. Несмотря не то, что инженеры и химики предлагают всё больше различных решений, по прогнозам экспертов, к 2021 году общий вес одних только пластиковых бутылок, выброшенных после использования, превысит во всём мире половину триллиона тонн в год.

Между тем пластмассы, как известно, токсичны для окружающей среды и живых организмов, в том числе людей. Такие материалы не подвержены биологическому разложению. В результате пластиковый мусор наносит колоссальный урон экосистемам, в основном морским.

«Чтобы бороться с этим, наша команда разработала простой, экономичный и „зелёный“ метод превращения пластиковых бутылок в аэрогели», — пояснил соавтор работы Хай Минь Зыонг (Hai Minh Duong).

Новый материал получил название ПЭТ-аэрогель, поскольку пластиковые бутылки изготавливают из полиэтилентерефталата, отмечают специалисты.

Суть предложенной ими технологии заключается в следующем. Сперва из полиэтилентерефталата создаются волокна, которые покрывают диоксидом кремния. В результате химической обработки волокна «распухают», после чего их необходимо высушить.

В результате получается гибкий, пористый и чрезвычайно лёгкий материл, который отличается прочностью и долговечностью. Он может служить хорошим теплоизолятором и обладает абсорбционными свойствами (то есть может поглощать другие вещества).

Благодаря новой методике из одной пластиковой бутылки можно получить лист ПЭТ-аэрогеля формата А4 (стандартный альбомный лист).

Примечательно, что свойства материала можно «регулировать», в зависимости от того, в какой сфере он будет применяться.

К примеру, когда аэрогель покрывали различными соединениями из класса метильных групп, он приобретал способность поглощать большое количество нефти и других маслянистых жидкостей.

«Наши эксперименты показали, что [аэрогели] работают в семь раз лучше, чем существующие коммерческие сорбенты, и подходят для очистки нефтяных разливов», — отметил один из ведущих авторов работы профессор Нян Фан-Тхьен (Nhan Phan-Thien).

Если же усилить материал аминогруппой, он превратится в фильтр, который захватывает пылевые частицы и углекислый газ. Причём поглощающая способность аэрогеля сравнима с материалами, из которых создаются противогазы. Это свойство пригодится для создания защитных масок, которые станут недорогой и менее громоздкой альтернативой, считают авторы разработки (прототип такой маски показан на фото ниже).

Другое перспективное направление – создание подкладок костюмов для пожарных и спасателей. При покрытии специальными огнезащитными химическими соединениями ПЭТ-аэрогели могут выдерживать температуру до 620 градусов Цельсия – в семь раз выше, чем выдерживает стандартная подкладка в костюме пожарного. А вес нового материала составляет всего 10% от веса классической термостойкой подкладки, говорят исследователи.

«Используя ПЭТ-аэрогели в качестве подкладочного материала, огнезащитные покрытия можно сделать намного легче, безопаснее и дешевле. Также можно изготавливать недорогие жаропрочные куртки для личного использования», — отметил Нян Фан-Тхьен. (Прототип такой куртки его команда уже продемонстрировала.)

Кроме того, мягкий и гибкий аэрогель обеспечит свободу движений и комфорт для работников, которые порой проводят в спецодежде много часов подряд.

Впрочем, и это ещё не всё, на что способен «пластиковый» аэрогель. Химики продолжают экспериментировать с настройками, чтобы создать материал, который будет улавливать токсичные газы, к примеру, монооксид углерода (угарный газ).

Авторы отмечают, что их разработки пригодятся не только спасателям. Подобные маски и одежду можно будет размещать рядом с огнетушителями в офисных и жилых зданиях, чтобы обеспечить безопасность людей в случае возгорания или взрыва газа.

«Маски, усиленные аминами, могут также приносить пользу людям, живущим в таких [урбанизированных] странах как Китай, где основные проблемы связаны с загрязнением воздуха и выбросами углерода. Производство таких масок простое, их можно сделать многоразовыми», — добавил Хай Минь Зыонг.

Он также уточнил, что технология изготовления новых материалов легко масштабируется для массового производства.

Исследователи уверены, что в будущем найдут ещё больше полезных приложений для нового аэрогеля. Сейчас они подали заявку на оформление патента и занимаются поиском компаний, которые помогут вывести технологию на рынок.

Статья с более подробным описанием инновационной разработки опубликована в журнале Colloids and Surfaces A.

Кстати, ранее та же научная группа получила экологически чистый аэрогель из хлопковых отходов. Аэрогели также создаются из металлов и графена.

Что же касается пластикового мусора, то ранее специалисты предлагали перерабатывать его в дизельное топливо и даже в солнцезащитные очки.

Также автора проекта «Вести.Наука» (nauka.vesti.ru) рассказывали о поиске альтернативных материалов, способных заменить пластик. К примеру, из молока инженеры изготовили съедобную упаковку для продуктов, а из водорослей – экологичные бутылки.

14

Комментарии

Нет комментариев. Ваш будет первым!