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I chimici della Cornell University hanno scoperto un modo per utilizzare la luce e l'ossigeno per riciclare il polistirene, un tipo di plastica che si trova in molti oggetti comuni, in acido benzoico, un prodotto immagazzinato nei laboratori di chimica delle scuole superiori e universitari e utilizzato anche in fragranze, conservanti alimentari, e altri prodotti onnipresenti.
I cartoni delle uova di polistirolo, le custodie dei compact disc in plastica rigida, i bicchieri rossi e molti altri prodotti comuni sono composti da polistirene, che costituisce un terzo dei rifiuti delle discariche in tutto il mondo.
Un team guidato da Erin Stache, assistente professore di chimica e biologia chimica alla Cornell, ha scoperto che la reazione può avvenire anche in una finestra soleggiata.
Il loro articolo, "Chemical Upcycling of Commercial Polystyrene via Catalyst-Controlled Photooxidation", pubblicato nel Journal of the American Chemical Society .
In linea con la missione del suo laboratorio di affrontare le problematiche ambientali attraverso la chimica, il nuovo processo è mite, rispettoso del clima e adattabile ai flussi di rifiuti commerciali, ha affermato Stache.
Inoltre, il processo è tollerante agli additivi inerenti a un flusso di rifiuti di consumo, inclusi sporco, coloranti e altri tipi di plastica.
L'estate scorsa, il laboratorio di Stache ha condotto alcuni esperimenti di degrado in una finestra soleggiata; in un luogo con una forte luce solare tutto l'anno, la reazione potrebbe essere eseguita all'aperto.
"Il vantaggio dell'utilizzo della luce è che puoi ottenere un controllo squisito sul processo chimico in base ad alcuni dei catalizzatori che abbiamo sviluppato per sfruttare la luce bianca. Se possiamo utilizzare la luce solare per guidare il processo, è una vittoria per tutti", Stache ha affermato, osservando che il riciclaggio dei polimeri esistenti richiede il riscaldamento di un polimero per la fusione e la lavorazione, che di solito richiede combustibili fossili.
Per testare la tolleranza del processo ad altri materiali mescolati con la plastica PS, i ricercatori hanno utilizzato diversi prodotti, dai materiali di imballaggio ai coperchi delle tazze di caffè.
Hanno scoperto che tre elementi - un coperchio bianco per una tazza di caffè, polistirolo e un coperchio trasparente - si sono degradati in modo efficiente. Il coperchio di una tazza di caffè nero si è degradato in modo meno efficiente, probabilmente perché i coloranti neri inibiscono la penetrazione della luce, ha detto Stache.
"Questi risultati indicano che il nostro sistema potrebbe abbattere in modo efficiente campioni commerciali di PS, anche con materiale composito e insolubile aggiuntivo", ha affermato.
Per dimostrare la scalabilità e la potenziale applicazione commerciale, i ricercatori hanno creato una configurazione con due pompe a siringa e due lampade a LED in un fotoreattore stampato in 3D. L'efficienza del processo di scomposizione su larga scala era simile a quella in piccoli lotti.
"Se riusciamo a rendere il processo ancora più efficiente, possiamo pensare a come commercializzarlo e utilizzarlo per affrontare i flussi di rifiuti", ha affermato Stache. + Esplora ulteriormente
