Kredit:Wiley-VCH
Från billiga massprodukter till skräddarsydda högteknologiska material, vår moderna värld utan plast är ofattbar. Den stora nackdelen med detta är användningen av fossila bränslen och de växande mängderna avfall. Ett nytt tillvägagångssätt kan vara produktion av högkvalitativ plast tillverkad av biomassa som kan fås att falla isär till återvinningsbara komponenter. "Destruct-kommandot" skulle ges med ljus av en specifik våglängd, vilket demonstrerades av forskare i tidskriften Angewandte Chemie .
Biomassa är en förnybar, ofta rent av billig råvara som blir alltmer intressant för tillverkning av högpresterande plaster. Men biobaserad plast lider också av problemet med otillfredsställande återvinning. Plaster måste förbli stabila medan de används, utan risk för för tidig försämring. Återvinning bör också helst vara upcycling istället för downcycling. Byggstenarna som produceras bör kunna konverteras till ett annat högkvalitativt material. Helst skulle dessa vara monomerer som sedan kan polymeriseras igen för att producera lika högpresterande plaster.
För att möta denna utmaning, ett tvärvetenskapligt team av forskare från USA – Jayaraman Sivaguru vid Center for Photochemical Sciences, Bowling Green State University i Bowling Green, Ohio, och Mukund P. Sibi och Dean C. Webster vid North Dakota State University i Fargo – har valt biobaserad plast för vilken nedbrytning kan utlösas av bestrålning med ljus. De kunde utveckla tvärbundna polymerer som innehåller byggstenar i ryggraden baserade på vanillin. Vanillin kan framställas av material som lignin, som är en biprodukt av cellulosaproduktion.
Vanillinderivatet som utvecklats av teamet absorberar ljus vid 300 nm och går in i ett exciterat tillstånd. Detta leder till en kemisk reaktion som utlöser nedbrytningen av polymeren. Eftersom denna våglängd inte finns i spektrumet av solljus som når jorden undviks oplanerad nedbrytning. Forskarna kunde återvinna 60 % av monomererna, som kunde polymeriseras igen utan kvalitetsförlust.
Fotonedbrytbara, återvinningsbara och förnybara tvärbundna polymerer gjorda av biomassaresurser är en mycket lovande metod för att producera mer hållbar plast. Ljusutlöst nedbrytning är miljövänlig och erbjuder fördelen av rumslig och tidsmässig kontroll. + Utforska vidare
