Відходи підгузків є справжньою проблемою: за оцінками, щохвилини у світі викидається 300 000 підгузків. Тепер вчені, можливо, знайшли рішення: процес перетворення ключової частини цих підгузків на рідину, придатну для вторинної переробки, всього за п’ять хвилин.
Команда розробників інновації з Технологічного інституту Карлсруе (KIT) у Німеччині та Сіаньського університету Цзяотун у Китаї використала ультрафіолетове світло, щоб розщепити ключову частину підгузків, не використовуючи жодних додаткових хімічних речовин – лише воду.
Зокрема, дослідники зосередилися на спеціальних полімерах, які називаються суперабсорбентами, що (як випливає з назви) здатні поглинати рідину. Ці полімери можна знайти в інших гігієнічних та медичних продуктах, зокрема, в бинтах.
Процес деградації. (Лі та ін., ACS Applied Materials & Interfaces, 2023)
“Ланцюги, що зв’язують полімери, розриваються під дією світла, – каже Павло Левкін, професор багатофункціональних систем матеріалів у КІТ. “Після цього вони стають настільки пухкими, що плавають у воді і перетворюються на рідкі волокна”.
“Цей метод з ультрафіолетом приблизно в 200 разів швидший, ніж з кислотами”.
Дослідження 2021 року показало, що кислоти можна використовувати для розриву полімерних ланцюгів, щоб розщепити сам матеріал. Однак це складно і дорого, тому щороку близько двох мільйонів тонн суперабсорбентів спалюють або вивозять на звалища.
У нещодавно розробленому процесі, після того, як вкладиші були вирізані з підгузків, їх замочували у воді та піддавали впливу ультрафіолетової лампи потужністю 1000 Вт. За лічені хвилини матеріал перетворився на рідину, яку можна було зливати в пристрій для збору відходів.
УФ-світло вже добре відоме своєю здатністю руйнувати матеріали, оскільки молекули на поверхні поглинають УФ-енергію, руйнуючи хімічні зв’язки між ними. Однак наслідки деградації та її швидкість можуть сильно відрізнятися залежно від матеріалу.
У цьому випадку дослідники надихнулися попереднім дослідженням хімічної переробки суперабсорбентів, використовуючи свої знання про реакції ультрафіолетового світла, щоб припустити, що процес переробки можна значно прискорити – і це дійсно так.
Дослідники припускають, що речовину, яка залишилася після процесу переробки, можна було б використовувати в різних напрямках, зокрема, як загущувач для барвників на водній основі або як компонент різних видів клеїв. Важливо, що вони не потраплять на звалище.
Звичайно, суперабсорбент – це лише частина підгузка, але це крок у правильному напрямку, коли йдеться про проблеми забруднення пластиком, і команда впевнена, що процес можна досить легко масштабувати.
“Це значно зменшить забруднення навколишнього середовища та сприятиме більш сталому використанню полімерів”, – каже Левкін.
Дослідження опубліковано в журналі ACS Applied Materials & Interfaces..
