Engångsplaster är ett stort miljöproblem, men nu, istället för att slängas som sopor, kan använda plastpåsar från livsmedelsbutiken användas för att utföra en reaktion som kan avgifta farliga kemikalier.
Ett team ledd av forskare vid Institute for Chemical Reaction Design and Discovery (WPI-ICReDD), Hokkaido University har utvecklat en metod som använder vanliga plastmaterial istället för potentiellt explosiva föreningar för att initiera radikala kedjereaktioner.
Detta tillvägagångssätt ökar processens säkerhet avsevärt samtidigt som det ger ett sätt att återanvända vanliga plaster som polyeten och polyvinylacetat. Dessa fynd har publicerats i Journal of the American Chemical Society .
Forskare använde en kulkvarn, en maskin som snabbt skakar en stålkula inuti en stålburk för att blanda fasta kemikalier. När kulan smäller i plasten bryter den mekaniska kraften en kemisk bindning för att bilda radikaler, som har en mycket reaktiv, obunden elektron. Dessa radikaler underlättade en självuppehållande kedjereaktion som främjar dehalogenering – ersättning av en halogenatom med en väteatom – av organiska halogenider.
"Användningen av råvaruplaster som kemiska reagenser är ett helt nytt perspektiv på organisk syntes", säger docent Koji Kubota. "Jag tror att detta tillvägagångssätt inte bara kommer att leda till utvecklingen av säkra och högeffektiva radikalbaserade reaktioner, utan också till ett nytt sätt att utnyttja plastavfall, vilket är ett allvarligt socialt problem."
Återanvändningen av plastavfall demonstrerades genom att lägga till plastbitar av en vanlig matkasse till kulkvarnsburken och framgångsrikt genomföra reaktionen. Teamet visade också att deras metod kan användas för behandling av mycket giftiga polyhalogenerade föreningar, som används i stor utsträckning inom industrin. Polyeten användes för att initiera en radikalreaktion som avlägsnade flera halogenatomer från en förening som vanligtvis används som flamskyddsmedel, vilket minskade dess toxicitet.
Forskare förväntar sig att denna metod kommer att få industrins uppmärksamhet på grund av fördelar i kostnad och säkerhet.
"Vårt nya tillvägagångssätt som använder stabila, billiga och rikliga plastmaterial som initiatorer för radikala kedjereaktioner har en betydande potential att främja utvecklingen av industriellt attraktiva, säkra och högeffektiva kemiska processer," kommenterade professor Hajime Ito.
Mer information: Koji Kubota et al, Using Mechanocemiry to Activate Commodity Plastics as initiators for radikale kedjereaktioner av små organiska molekyler, Journal of the American Chemical Society (2023). DOI:10.1021/jacs.3c12049
Journalinformation: Tidskrift för American Chemical Society
Tillhandahålls av Hokkaido University
