Хөдөө аж ахуйн хог хаягдлаас гаргаж авсан тогтвортой хуванцар нь аль хэдийн бодит байдал болсон

Хайлт тогтвортой материал хэзээ ч ийм яаралтай байгаагүй: нөлөөгөөр улам бүр суларч буй ертөнцөд Дэлхийн дулаарал мөн шинээр гарч ирж буй орнуудын маш хурдацтай хөгжлийг шийдвэрлэхэд тулгамдаж буй хамгийн чухал сорилтуудын нэг нь төлөөлж буй асуудал юм хуванцар, одоо бидний хүн нэг бүрийн өдөр тутмын амьдралд, гаригийн нэг захаас нөгөө зах хүртэл хаа сайгүй оршдог.

Асуудлаас гадна хуванцар материалыг устгах, бас санаа зовоож байгаа зүйл бол эдгээр бодисыг үйлдвэрлэсэн явдал юм Шатдаг түлш, ийм учраас тэдгээрийн синтез нь шууд нөлөөлдөгхүлэмжийн хийн ялгаруулалт болон дэлхийн дулаарал.

EPFL-ийн эрдэмтэд тогтвортой үйлдвэрлэлийн аргыг боловсруулсан өндөр хүчин чадалтай хуванцар, нэгээс эхлэн полиамид шиг хөдөө аж ахуйн хог хаягдлаас гаргаж авсан элсэн чихэр, ялангуяа мод, эрдэнэ шиш зэрэг биомассаас .

Нанопластик нь харагдаж байгаа шигээ биш байх үед
"Ногоон" электроникийн сэргээгдэх түүхий эдээс авсан хэлхээ

Тогтвортой хуванцар нь манай гарагийн хувьд үнэхээр чухал сорилт юм

Үйлдвэрлэх өндөр үзүүлэлттэй хуванцар материал тогтвортой байдлаар энэ нь гаригийн ирээдүйн төлөөх шийдвэрлэх сорилт, ялангуяа нейлон эсвэл технополимер гэх мэт өндөр хүчин чадалтай материалууд ашигладаг гэж үзвэл үнэрт прекурсорууд тогтвортой эх үүсвэр гаргахад маш хэцүү хэвээр байгаа.

Энэ асуудалд анхдагч арга барил нь багийнхны хийсэн судалгаагаар гарч ирдэг Жереми Лютербахер Лозаннагийн Холбооны Политехникийн саяхан нийтэлсэн "Байгалийн тогтвортой байдал”: судлаачид заримыг нь нэгтгэж чадсан полиамидууд, a-аас эхлээд төрөл бүрийн нейлон хамаарах хуванцаруудын ангилал чихрийн цөм хөдөө аж ахуйн хог хаягдлаас гаргаж авсан.

Зөвхөн шинэ арга биш сэргээгдэх нөөцийг ашигладаг, гэхдээ бас энэ өөрчлөлтийг үр дүнтэй, хамт хийж чаддаг байгаль орчинд үзүүлэх хамгийн бага нөлөө.

"Ердийн чулуужсан дээр суурилсан хуванцар нь хуванцарыг хатуу болгохын тулд анхилуун үнэрт бүлгүүдийг шаарддаг бөгөөд энэ нь тэдэнд гүйцэтгэлийн шинж чанарыг өгдөг. хатуулаг, хүч чадал, эсэргүүцэл өндөр температурт"гэж Лютербахер тайлбарлав.

"Энд бид ижил төстэй үр дүнг олж авдаг, гэхдээ бид чихрийн бүтцийг ашигладаг, энэ нь байгалийн хаа сайгүй байдаг бөгөөд ерөнхийдөө бүрэн хоргүй, хатуу байдал, гүйцэтгэлийн шинж чанарыг хангах".

Хаягдал бүтээгдэхүүнээс гаргаж авсан нүүрс ус нь хуванцар бүтээгдэхүүнтэй өрсөлдөх чадвартай болохыг судалгаагаар олж мэдсэн. "сонгодог" эсвэл хагас үнэрт полимер.

Хими ба загвар: бүх зүйл ... даавуутай холбоотой үед
Атлантын далай дахь хуванцар: амьтдын хувьд хамгийн эрсдэлтэй 5 газар

Тогтвортой, өрсөлдөхүйц үнээр эдгээр полиамидууд ...

Лоренц Манкер болон түүний хамтрагчид түүнийг хувиргах катализаторгүй процессыг боловсруулсан ксилоз диметил глиоксилат (DMGX), шууд эх үүсвэртэй тогтворжсон нүүрс ус мод эсвэл эрдэнэ шишийн булцуу зэрэг биомасс, өндөр чанарын полиамидаар хийсэн.

Үйл явц нь тогтвортой байхаас гадна маш үр дүнтэй байдаг: үнэн хэрэгтээ энэ нь гайхалтай үр дүнд хүрдэг атомын үр ашиг 97 хувь, энэ нь бараг бүх эхлэл материалыг эцсийн бүтээгдэхүүнд ашиглаж, хог хаягдлыг эрс багасгадаг гэсэн үг юм.

Эрдэмтэд юу олж чадсан бэ аморф полиамидууд чулуужсан дээр суурилсан хагас үнэрт хувилбаруудтай харьцуулахуйц гүйцэтгэлтэй. Судалгаанд дурдсанчлан "нүүрс усны цөм байгаа хэдий ч эдгээр материалууд нь механик дахин боловсруулалт, өндөр зүсэлттэй олон мөчлөгийн ачаар дулаан механик шинж чанараа хадгалдаг. тэдгээрийг химийн аргаар дахин боловсруулж болно".

Үүгээр зогсохгүй: шинэ тогтвортой полиамидуудын техник-эдийн засгийн шинжилгээ, амьдралын мөчлөгийн үнэлгээ нь эдгээр материалууд нь "un өрсөлдөхүйц үнэ уламжлалт полиамид, түүний дотор нейлон (жишээ нь Nylon 66) -тай харьцуулахад а дэлхийн дулаарлыг 75 хүртэл хувиар бууруулах".

Судалгаанаас харахад полиамидууд нь зах зээлийн өндөр үнэ цэнэтэй бөгөөд нэг кг нейлон 3-ийн үнэ 7-66 доллараас хагас үнэрт хүчилд суурилсан полифталамид (PPA) нь 20 доллар хүртэл хэлбэлздэг тэдгээрийн сополимерууд.

Хуванцар хог хаягдлаар үйлдвэрлэсэн анхны ванилийн зайрмаг энд байна
Цаас шинэ хуванцар мөн үү? Тогтвортой байдлын талаархи зарим асуулт

Байгаль орчны ул мөрийг багасгах чадвартай үр дүнтэй процесс

Эхлэх цэг тогтвортой полиамидууд нь ксилоз диметил глиоксилат (DMGX) бөгөөд бэлэн биомассаас гаргаж авах боломжтой полимер урьдал бодис бөгөөд үүнийг үйлдвэрлэхэд аль хэдийн ашигласан байна. задрах полиэстер.

Шинэ судалгаагаар ижил нэгдлийг өндөр молекул жинтэй полиамидуудын нийлэгжилтэд ашигладаг. 250 градусын температурт хайлж байна, катализатор шаардлагагүй, хариу үйлдэл хийх хугацаа ердөө гурван цаг.

Инженерийн полиамидуудад нэгдэх тогтвортой мономеруудын үйлдвэрлэл мэдэгдэхүйц буурч магадгүй юм химийн үйлдвэрийн байгаль орчны ул мөр, боломжийг санал болгож байхад лигноцеллюлозын биомассын ашигт ажиллагааг нэмэгдүүлэх үндсэн полиэфир болон полиолефинтэй харьцуулахад өндөр нэмүү өртөг бүхий зах зээлийг нээх.

Уламжлалт полиамидууд, тухайлбал нейлон эсвэл Кевлар, нөлөөлөл, элэгдэл, уусгагч, тос зэрэгт өндөр эсэргүүцэлтэй тул дулаан тусгаарлалтыг хангана.

Харин тогтвортой байдлын хувьд хийх ажил их байна. -ийг харгалзан үзэхэд үүнийг тодорхой харж болно дэлхийн дулаарлын боломж (GWP), энэ нь хүлэмжийн нөлөөнд материалын хувь нэмрийг илэрхийлдэг бөгөөд энэ нь ялангуяа полиамидуудын хувьд өндөр байдаг. Судалгаанд дурдсанчлан "Хамгийн түгээмэл полиамид болох нейлон 66 нь кг тутамд 8-9 кг CO2-тэй тэнцэх хэмжээний GWP-тэй байдаг.”, 3 кг-тай харьцуулахад полиэтилен терефталат (PET).

Хэрхэн орох нь бас сонирхолтой юм нейлон нийлэгжилт, GWP-ийн ихээхэн хэсэг нь урьдал бодис, өөрөөр хэлбэл, дангаараа 8,5 кг жинтэй өөх тосны хүчилтэй холбоотой юм.

Инноваци ба хамгаалалт: Хуванцаргүй далайд зориулсан Ocean Cleanup
Далайгаас дижитал музей рүү: Археопластика гарагийг аварч байна

Чулуужсан хуванцарыг ашиглах бодит бетон хувилбар

"Материалынхаа ерөнхий тогтвортой байдалд дүн шинжилгээ хийхдээ бид GWP-ээс гадна байгаль орчинд үзүүлэх нөлөөллийн бусад ангиллыг авч үзсэн"гэж эрдэмтэд тайлбарлав. Ихэнхдээ тохиолддог шиг био суурилсан бүтээгдэхүүн, эдгээр полиамидуудыг үйлдвэрлэх байгаль орчны ачаалал өөр газар шилжиж, ялангуяа хөрсний байгалийн өөрчлөлт эрчимжсэн газар тариалангаас үүдэлтэй эко хоруу чанар.

-аас авсан хуванцар хөдөө аж ахуйн хог хаягдал, бид судалгаанаас уншсан "зөвхөн энэ зорилгоор тосны ургамал ургуулдаг бусад био суурилсан полиамидуудтай харьцуулахад энэ ачааллыг бууруулсан (жишээлбэл, касторын тосоос гаралтай полиамидууд)”. Цаашилбал, ургамлын тосны оронд хөдөө аж ахуйн үлдэгдлийг ашиглах нөлөөллийг эрс багасгадаг хуурай газрын хүчиллэгжилтийн тухай, дээрцэнгэг усны эвтрофикаци, далайн экологийн хоруу чанар болон чулуужсан түлшний хомсдолын талаар.

EPFL судлаачдын боловсруулсан био суурилсан полиамидуудыг санал болгож байначулуужсан хуванцараас маш ирээдүйтэй хувилбар, автомашины эд ангиас эхлээд төрөл бүрийн хэрэглээнд зориулагдсан 3D хэвлэх зориулалттай утаснууд болон өргөн хэрэглээний бараа.

"Өндөр үр ашигтайгаар нийлэгждэг хуванцар прекурсоруудыг хайж олох элбэг ба сэргээгдэх түүхий эд, өөр өөр химийн материалуудтай нийцдэг, үнэрт мономерууд болон фталатуудтай төстэй гүйцэтгэлийн шинж чанарыг санал болгодог. нефтийн бүтээгдэхүүнтэй өрсөлдөх” гэж судалгаа дахин харуулж байна.

Зам урт хэвээр байгаа ч ахиц дэвшил хурдацтай явагдаж байна: эдгээр шинэ материалын үйлдвэрлэл нь өргөтгөлийн шатанд аль хэдийн орсон байна. Блум био сэргээгдэх эрчим хүч, EPFL spin-off тэднийг зах зээлд гаргах зорилготой. Чулуужсан хуванцараас өөр бетон хувилбар аль хэдийн бодит болсон.

Арктикийн мөсөнд бичил болон нанопластикууд хэрхэн төгсдөг
Таня Зиммерманн: "Бид эрчим хүчийг материалжуулахыг хичээж байна"