Pět užitečných materiálů, které lze vytvořit z plastového odpadu

Recyklace obrovský enviromentální problém plastového odpadu zdaleka neřeší. Ba naopak. Je pouhým procentem v jeho znovuvyužití. Proto je evidentní, že je zde spousta prostoru pro zlepšení a nové technologické postupy. Věda neustále přichází s novými metodami, jak biologicky nerozložitelný odpad využít. Například jejich přeměnu v užitečné materiály, jako aerogely, či alternativní paliva. Přinášíme vám pět příkladů, které dávají naději na udržitelnější budoucnost.

Letecké palivo

Lidská spotřeba plastů je chrličem, který do oceánu každý rok vrhne miliony metrických tun odpadu. Přeměnit jej například v palivo je jedním ze slibných nápadů. Například British Airways si pohrávají s myšlenkou výstavby zařízení na transformaci odpadu v obnovitelné palivo. Britskou leteckou společnost v jejich úvahách řada dalších následuje.

Hanwu Lei a jeho výzkumný tým z Washingtonské státní univerzity udělali v této oblasti na začátku letošního roku významný pokrok. Chemici při práci s polyethylenem o nízké hustotě, pocházejícím z plastových sáčků a láhví na balenou vodu vymysleli způsob, jak materiál rozložit na granule velikosti rýžových zrn a přeměnit je na tryskové palivo.

Toho dosáhli umístěním granulí na povrch aktivního uhlí uvnitř tzv. trubkového reaktoru. Jak uhlík, tak plast se zahřál na teploty okolo 570°C, což způsobilo jejich rozklad a uvolnění vodíku, obsaženého v organických vazbách. Výsledkem byla řada uhlovodíků, z nichž všechny mohly být použity jako stavební kameny pro trysková paliva.

Diesel

Tento proces, známý jako pyrolýza může být také využit k přeměně plastů na jiný typ paliv, využitelný řadou vozidel. V roce 2017 vytvořil výzkumný tým Jamese Holma mobilní systém, který by mohl být namontován do zadní části nákladních automobilů, či lodí a provádět přeměnu plastu na palivo přímo za jízdy.

Námořník a organický chemik James Holm provedl pyrolýzu pomocí nového druhu katalyzátoru, který dovedl rozložit plastový odpad na motorovou naftu, použitelnou bez dalších nutných úprav. Přestože Holmův systém fungoval v miniaturním měřítku, mohl by být teoreticky přestavěn na zařízení, které by spolykalo až 4,5 tuny plastu denně.

Levnější filtry pro agresivní chemikálie

Výroba chemikálií je náročný proces, který při odstraňování nežádoucích molekul spotřebuje velké množství energie. To zejména proto, že agresivní rozpouštědla vyžadují filtry, skládající se z odolných a především drahých keramických membrán. Proč pro tento účel nevyužít plastový odpad? Výzkum na saúdskoarabské Univerzitě krále Abdulláha (KAUST) začátkem tohoto roku naznačil, že tento plán zdaleka není nereálné uskutečnit. Místní vědecký tým začal pracovat s PET plasty a rozpustil je. Následně jejich strukturu pomocí speciálního rozpouštědla přestavil do podoby plochých membrán o velikosti pórů 35 až 100 nanometrů.

Tým testoval různé verze této recyklované plastové membrány a nakonec doladil její design přidáním specifického polymeru. Nové membrány, odolné zejména vůči agresivním chemikáliím, by měly nalézt uplatnění rovněž v prosté filtraci vody.

Aerogely

Řada výzkumů cílí na vývoj nových materiálů, které nám mohou pomoci zadržovat ropné skvrny. Vědci ze Singapurské národní univerzity například dokázali přeměnit PET na aerogel. Tento ultralehký porézní materiál se běžně vyrábí odstraněním kapalné části gelu, zejména oxidu křemičitého. Využitelný je jako tepelná izolace, pohlcovač chemických látek, zahušťovadlo barev a kosmetiky, nebo ve vesmírných programech. Tedy takřka v kterémkoli odvětví.

Pro tento účel roztavili singapurští vědci PET na vlákna a poté je potáhli silikou. Tato vlákna byla následně vysušena na lehký, porézní a pružný aerogel. Dali tak zrod prvnímu aerogelu, který se podařilo z plastu vyrobit. Výzkumný tým tvrdí, že jeho využití může být rovnocenné standardním aerogelům.

Obzvláště slibný potenciál má ovšem jako nástroj k čištění ropných skvrn. Singapuští vědci odhalili, že za předpokladu potažení určitými sloučeninami, by aerogel byl schopen ropu absorbovat až sedmkrát účinněji, než komerčně dostupné materiály. Tým svou technologii patentoval a po zveřejnění výzkumu začal hledat průmyslové partnery, kteří by ji pomohli komercializovat.

Uhlíkové nanotrubice

Jako materiál nesou uhlíkové nanotrubice obrovský potenciál v medicíně, námořním inženýrství, nebo likvidaci výbušnin. Mohl by být plastový sáček výchozím zdrojem pro všechny disciplíny?

V roce 2013 experimentovali vědci z australské Univerzity v Adelaide s metodami výroby uhlíkových nanotrubic ukládáním vrstev uhlíku do pórů hliníkových membrán. Poté, co pro experimenty použili jako zdroj uhlíku etanol, zjistili, že by stejnou funkci stejně dobře zastoupil kterýkoli zdroj. Stejně tak uhlík z plastových sáčků.

Tato forma uhlíku se ve skutečnosti při výrobě trubic ukázala jako výrazně účinnější než původní etanol. Vědci k ní rovněž nepotřebovali žádné toxické katalyzátory, ani rozpouštědla.

Zdroj: Nick Lavars, New Atlas