Labmedya - Laboratuvar ve Sağlık Gazetesi

ABD Enerji Bakanlığı Ulusal Yenilenebilir Enerji Laboratuvarı (NREL) tarafından yürütülen ve Oregon Eyalet Üniversitesi (OSU) Mühendislik Fakültesi’nin ortaklaşa yürüttüğü çalışma, Science dergisinde bugün yayınlandı.

Bu atılım çok önemli, çünkü plastik atık hem küresel olarak çok büyük bir sorun. Hatta NREL'e göre ABD'de kullanılmış plastiğin yalnızca yüzde 5'i geri dönüştürülmektedir. Paketleme malzemeleri, kaplar ve diğer atılan ürünler çöplükleri doldurmakta ve inanılmaz bir hızla çevreyi kirletmekte. NREL'e göre, bilim insanları, 2050 yılına kadar okyanusun ağırlıkça balıktan daha fazla plastiği barındıracağını tahmin ediyor.

NREL'den araştırmacılar karışık plastik atıkları "değerlendirmek" için kimyasal ve biyolojik süreçleri birleştirdi. Araştırma, kimya endüstrisi devi DuPont'un 10 yıl önce öncülük ettiği bir yöntem olan çeşitli plastik türlerini parçalamak için kimyasal oksidasyon kullanımına dayanıyor.

Araştırmacılar plastikleri daha küçük, biyolojik olarak dost kimyasal yapı taşlarına ayırmak için oksijen ve katalizörler kullanan bir teknoloji geliştirdiklerini söylediler. Daha sonraysa bu yapı taşlarını bir biyopolimere veya gelişmiş naylon üretimi için bir bileşene “tüketebilen” ve “akıtabilen” biyolojik olarak tasarlanmış bir toprak mikrobu kullanıldı.

Araştırmacılar ayrıca mevcut geri dönüşüm teknolojilerinin ancak plastik girdiler temizse ve türlerine göre ayrılmışsa etkili bir şekilde çalışabileceğini açıkladı. Bir başka deyişle bu çalışma, bugün hiç geri dönüştürülemeyen plastiklerin işlenmesi için potansiyel bir başlangıç noktası olabilir. Plastikler, her biri kendine özgü kimyasal yapı taşlarına sahip farklı polimerlerden yapılabilir. Polimer kimyaları bir toplama kutusunda karıştırıldığında veya çok katmanlı ambalajlar gibi belirli ürünlerde birlikte formüle edildiğinde, polimerlerin geri dönüştürülebilmeleri için genellikle ayrılmaları gerektiğinden geri dönüşüm pahalı ve neredeyse imkânsız hale gelir.

Araştırmacılar, çalışmalarının karışık plastikleri tek bir kimyasal ürüne dönüştürebilen bir süreçle sonuçlandığını belirttiler. Başka bir deyişle plastikleri türüne göre ayırma görevi olmadan geri dönüşümcülerin kullanabileceği yepyeni bir teknoloji.

Bilim insanları işlemi üç yaygın plastiğin bir karışımına uyguladılar: Tek kullanımlık kahve fincanlarında kullanılan polistiren; halılar, polyester giysiler ve tek kullanımlık içecek şişeleri için temel olan polietilen tereftalat; cam süt şişelerinde ve diğer birçok tüketici plastiğinde kullanılan yüksek yoğunluklu polietilen bunların arasındaydı.

Oksidasyon işlemi plastikleri benzoik asit, tereftalik asit ve dikarboksilik asitler dahil olmak üzere bir bileşikler karışımına ayırdı. Eğer bu yapılmasaydı işlenmiş toprak mikrobunun yokluğunda saf ürünler elde etmek için gelişmiş ve maliyetli ayırmalara ihtiyaç duyulacaktı.

Araştırmacılar, Pseudomonas putida adlı mikrobu, karışımı biyolojik olarak iki üründen birine dönüştürmek için tasarladılar. Polihidroksialkanoatlar, biyobozunur biyoplastiklerin yeni bir formu ve performans avantajlı naylon üretiminde kullanılabilen beta-ketoadipat olarak karşımıza çıkıyor. Araştırmacılar, süreci polipropilen ve polivinil klorür de dahil olmak üzere diğer plastik türleriyle denemenin gelecek çalışmaların odak noktası olacağını da ayrıca belirttiler.

"Kullandığımız kimyasal kataliz süreci, doğal olarak meydana gelen bir süreci hızlandırmanın bir yoludur. Bu nedenle birkaç yüz yıl bu plastiklerin bozulmasını beklemek yerine bu işlemi saatler veya dakikalar içinde yapabilirsiniz."

Makale: “Mixed plastics waste valorization through tandem chemical oxidation and biological funneling” 13 October 2022, Science.
DOI: 10.1126/science.abo4626