La plastica è onnipresente nella vita delle persone. Ancora, quando gli articoli contenenti plastica hanno adempiuto alle loro missioni, solo una piccola quantità viene riciclata in nuovi prodotti, che sono spesso di qualità inferiore rispetto al materiale originale. E, trasformare questi rifiuti in prodotti chimici di alto valore richiede una notevole energia. Ora, ricercatori che riferiscono in ACS' JACS Au hanno combinato un catalizzatore di rutenio-carbone e mite, condizioni di reazione a bassa energia per convertire la plastica utilizzata in bottiglie e altri imballaggi in combustibili e materie prime chimiche.

Produzione globale di robusti, plastica monouso per giocattoli, imballaggio medico sterile, e i contenitori per alimenti e bevande sono in aumento. Polimeri poliolefinici, come polietilene e polipropilene, sono le plastiche più comuni utilizzate in questi prodotti perché le strutture molecolari dei polimeri, lunghe, catene diritte di atomi di carbonio e idrogeno:rendono i materiali molto resistenti. È difficile degradare i legami carbonio-carbonio nelle poliolefine, però, quindi procedure ad alta intensità energetica che utilizzano temperature elevate, da 800 a 1400 F, o prodotti chimici forti sono necessari per abbatterli e riciclarli. Precedenti studi hanno dimostrato che i metalli nobili, come lo zirconio, platino e rutenio, può catalizzare il processo di scissione breve, catene di idrocarburi semplici e complicate, molecole di lignina a base vegetale a temperature di reazione moderate che richiedono meno energia rispetto ad altre tecniche. Così, Yuriy Román-Leshkov e colleghi volevano vedere se i catalizzatori a base di metallo avrebbero avuto un effetto simile sulle poliolefine solide con lunghe catene di idrocarburi, disintegrandoli in sostanze chimiche utilizzabili e gas naturale.

I ricercatori hanno sviluppato un metodo per far reagire semplici catene di idrocarburi con l'idrogeno in presenza di nanoparticelle di metalli nobili o di transizione in condizioni blande. Nei loro esperimenti, nanoparticelle di rutenio-carbonio hanno convertito oltre il 90% degli idrocarburi in composti più corti a 392 F. Quindi, il team ha testato il nuovo metodo su poliolefine più complesse, compresa una bottiglia di plastica disponibile in commercio. Pur non pretrattando i campioni, come è necessario con gli attuali metodi ad alta intensità energetica, sono stati completamente scomposti in prodotti gassosi e liquidi utilizzando questo nuovo metodo. A differenza degli attuali metodi di degradazione, la reazione potrebbe essere regolata in modo da produrre gas naturale o una combinazione di gas naturale e alcani liquidi. I ricercatori affermano che l'implementazione del loro metodo potrebbe aiutare a ridurre il volume dei rifiuti post-consumo nelle discariche riciclando la plastica in modo desiderabile, alcani di grande valore, anche se la tecnologia per purificare i prodotti è necessaria per rendere il processo economicamente fattibile.