Labmedya - Laboratuvar ve Sağlık Gazetesi

Tokyo Metropolitan Üniversitesi'nden araştırmacılar, zirkonyum oksit yüzey üzerinde desteklenen altın nanopartiküllerin, biyokütle ve polyester gibi atık malzemeleri, çok çeşitli uygulamalarda kullanılan değerli kimyasallar olan organosilan bileşiklerine dönüştürmeye yardımcı olduğunu keşfettiler. Yeni protokol, altın nanopartiküller ile zirkonyum oksit desteğinin amfoterik (hem asit hem de baz) doğası arasındaki iş birliğinden yararlanır. Sonuç, daha az zorlu koşullar ve atıkların ileri dönüşümü için daha yeşil bir yöntem gerektiren bir reaksiyondur.

Geri dönüşüm, insanlığın küresel plastik atık sorununa çözümünün büyük bir parçasıdır. Çoğu, plastik atıkları plastik ürünlere dönüştürmekle ilgili. Bununla birlikte bilim insanları, atık malzemelerin bir kaynak olarak kullanılmasını teşvik etmek için alternatif yaklaşımlar da araştırıyorlar. Buna ileri dönüşüm, atık malzemenin tamamen yeni bileşiklere ve onları yapmak için kullanılan malzemelerden daha değerli olabilecek ürünlere dönüştürülmesi dahildir.

Doçent Hiroki Miura liderliğindeki Tokyo Metropolitan Üniversitesi'nden bir araştırma ekibi, plastik ve biyokütlenin, bir karbon-silikon bağı oluşturmak için bir silikon atomu eklenmiş organik moleküller olan organosilanlara dönüştürülmesi üzerinde çalışıyor. Organosilanlar, farmasötik ve zirai kimyasalların üretiminde yüksek performanslı kaplamalarda ve ara ürünlerde değerli malzemelerdir. Bununla birlikte, silikon atomunun eklenmesi, genellikle havaya ve neme karşı hassas olan ve yüksek sıcaklıklar gerektiren reaktifleri içerir, sert asidik veya bazik koşullardan bahsetmeye bile gerek yok. Bu potansiyel olarak dönüştürme sürecinin kendisini çevresel bir yük haline getirir.

Şimdi ekip, bir zirkonyum oksit desteği üzerinde desteklenen altın nanopartiküllerden oluşan hibrit bir katalizör malzemesi uyguladı. Katalizör, her ikisi de polyester gibi plastiklerde ve selüloz gibi biyokütle bileşiklerinde bol miktarda bulunan eter ve ester gruplarını alır ve disilan olarak bilinen silikon içeren bir bileşikle reaksiyona girmelerine yardımcı olur. Çözelti içinde hafif ısıtma altında, ester veya eter grubunun bulunduğu organosilan gruplarını başarıyla oluşturdular. Mekanizmanın ayrıntılı çalışmaları sayesinde ekip, altın nanoparçacıkları ile desteğin amfoterik (hem bazik hem de asidik) doğası arasındaki iş birliğinin, ham maddenin ılıman koşullar altında etkili, yüksek verimli dönüşümünden sorumlu olduğunu buldu.

Plastik atık bertarafının genellikle yakma veya sert asidik/bazlı koşullar gerektirdiği göz önüne alındığında, sürecin kendisi zaten polyesterleri çok daha az zorlu koşullar altında ayrıştırmak için kolay bir yol sağlıyor. Ancak buradaki kilit nokta, reaksiyon ürünlerinin kendilerinin yeni uygulamalara hazır değerli bileşikler olmasıdır. Ekip, organosilan üretimine giden bu yeni yolun, plastiğin çevreye değil, toplumda daha yararlı ürünlere dönüştüğü, karbonsuz bir geleceğe giden yolumuzun bir parçasını oluşturmasını umuyor. 

Makale: pubs.acs.org