冠狀病毒大流行期間塑料製品回收後可利用納米技術轉化成有利可圖的材料
在2020-2021年的COVID-19大流行病中,全球每分鐘扔掉300萬個口罩。科學家們很早就敲響了警鐘,但是應對措施缺乏讓很多包含口罩在內的塑料製品最終進入了我們的水道。事實上,估計有26000公噸與大流行有關的不可降解的塑料垃圾–從醫療用品到網上購物包裝–已經被沖入世界海洋,對海洋生態環境構成了非常真實、令人震驚和緊迫的威脅。
紐約大學阿布扎比分校(NYUAD)的一個研究小組已經開發出一種單步驟、無有機溶劑的水熱工藝,將基於聚乙烯的塑料袋和基於聚丙烯的外科口罩轉化為碳點。
碳點是一種碳基納米材料,由於具有高穩定性和電子遷移率等有利屬性,吸引了大量的研究興趣,並可用於生物成像、環境監測、化學分析、靶向藥物輸送、疾病治療和防偽。
預計到2025年,碳點的全球市場價值將達到64.12億美元,高於2019年的24.96億美元。但直到現在,將塑料變成碳點是很耗時的,而且在這個過程中要使用有毒化學品和溶劑。
現在,作為一項突破,紐約大學的團隊已經開發出一種單步氧化水熱法,將聚乙烯塑料袋和聚丙烯手術面罩升級為1-8納米的熒光碳點。研究人員估計,該工藝比目前的塑料回收方法略微昂貴,但如果考慮到碳點技術的市場,則更具有成本效益,不僅如此,它甚至可以安全地處理被有機廢物(如食物殘渣)污染的塑料。
研究人員對這種新方法的成本約為每噸3670美元,而現有的機械和化學回收方法則接近1000美元。然而,即使是保守的60%產量的碳點終端產品,其市場價值約為每公斤塑料1800美元(每磅3970美元)。
該研究的高級作者、紐約大學生物工程系助理教授哈利勒-拉馬迪說:”我們團隊開發的新方法是一種具有成本效益和安全的方法,可以很容易地實施,以大大減少釋放到我們生態系統中的有害塑料的數量。”
塑料回收已經為廢物帶來了創新的第二用途,包括自行車道、辦公家具、便攜式揚聲器、漂浮的綠色空間、美麗的藝術和各種類型的燃料。科學家們甚至用一次性塑料袋來製造碳納米管,用於太陽能電池板、計算機和電池等技術。
然而,研究人員認為,這種方法可能能夠提供所需的規模,使世界的一次性塑料問題得到解決。
該研究發表在《綠色化學》雜誌上。