تبدیل ضایعات پلاستیکی به گرافن

تبدیل ضایعات پلاستیکی به گرافن توسط گروهی از دانشمندان دانشگاه Rice و با کمک فرآیند ACDC انجام شد و مشخص شد که این امر می‌تواند مشکلات زیست محیطی را بهبود بخشد .

در این پژوهش ، شیمی دان ( آزمایشگاه   James Tour ) Rice روش گرافن فلاش ( Flash graphene ) خود را اصلاح کرد تا از آن برای بازیافت پلاستیک‌ها به گرافن استفاده کند ( تبدیل ضایعات پلاستیکی به گرافن ) .

نتایج این پژوهش در مجله American Chemical Society ( ACS Nano )  منتشر شده است . دفتر تحقیقات علمی نیروی هوایی و وزارت نیرو از این تحقیق پشتیبانی کرد .

چگونگی تبدیل ضایعات پلاستیکی به گرافن 

محققان این پژوهش برای تبدیل مواد زائد پلاستیکی به گرافن به جای بالا بردن درجه حرارت منبع کربن با جریان مستقیم ( DC ) ( مانند فرآیند اصلی ) ، ابتدا مواد زائد پلاستیکی را در معرض حدود ۸ ثانیه جریان متناوب ( AC ) با شدت بالا قرار می‌دهند و به دنبال آن لرزش DC اعمال می‌شود . محصول بدست آمده در فرآیند تبدیل ضایعات پلاستیکی به گرافن ، گرافن توربوسترات ( Turbostratic graphene ) با کیفیت بالا است . این ماده‌ با ارزش و به شکل محلول است و می‌تواند برای تقویت مواد الکترونیکی‌‌ ، کامپوزیت‌ها ( لینک داخلی ) ، بتن و سایر مواد و الیگومرهای کربن ( Carbon oligomers ) استفاده شود . گرافن توربوسترات در واقع مولکول‌هایی هستند که می‌توانند از گرافن خارج شوند و در کاربردهای دیگر استفاده شوند .

جزئیات خبر تبدیل ضایعات پلاستیکی به گرافن

دانشجوی کارشناسی ارشد Rice و نویسنده اصلی مقاله ، Wala Algozeeb ، بیان کرد : ” ما در فرآیند Flashing process مقدار قابل توجهی هیدروژن ، که یک سوخت پاک است را تولید می کنیم ” .

Flash process : سیستم بخار مایع که در آن ترکیب ثابت می‌ماند ، اما با تغییر فشار یا تغییر دما ، نسبت فازهای گاز و مایع تغییر می‌کند .

Tour ( محقق پژوهش ) تخمین زد که در مقیاس صنعتی فرآیند ACDC می‌تواند با هزینه برق ۱۲۵ دلار ، یک تن زباله پلاستیکی را به گرافن تبدیل کند .

Tour بیان کرد : ” ما در مقاله اصلی نشان دادیم که می‌توان پلاستیک را گرافن تبدیل کرد ، اما کیفیت گرافن به اندازه دلخواه ما نبود . اکنون ، با استفاده از اختلاف توالی پالس‌ های الکتریکی ( Electrical pulses ) ، می توان تفاوت زیادی را مشاهده کرد ” .

Tour ( محقق پژوهش ) خاطرنشان کرد : اکثر فن آوری‌های بازیافت پلاستیک در دنیا بی‌اثر هستند و فقط حدود ۹ درصد از پلاستیک تولید شده در جهان بازیافت می‌شود . Tour گفت معروف‌ترین جزیره از زباله‌های پلاستیکی به اندازه تگزاس است که در اقیانوس آرام تشکیل شده است . وی همچنین افزود : ” ما باید با این مسئله کنار بیاییم . یک مشکل دیگر نیز وجود دارد : میکروب‌های موجود در اقیانوس ، مانع تجزیه پلاستیک می‌شوند و روند تبدیل دی اکسید کربن به اکسیژن را معکوس می‌کنند ، یعنی اکسیژن را می‌گیرند و آن را به دی اکسید کربن تبدیل می‌کنند . این امر واقعا برای انسان‌ها مضر خواهد بود ” .

مزایای تبدیل ضایعات پلاستیکی به گرافن

Tour بیان کرد : ” به جای بازیافت پلاستیک به گلوله‌هایی که به ازای هر تن ۲۰۰۰ دلار به فروش می‌رسند ، می‌توان گرافن را که ارزش بسیار بالاتری دارد بازیافت کرد . این امر می‌تواند یک انگیزه اقتصادی و همچنین زیست محیطی برای بازیافت ضایعات پلاستیکی به گرافن باشد . با وجود مقدار زیاد مواد خام پلاستیکی ، داشتن بیش از حد گرافن مشکلی ایجاد نخواهد کرد ” .

Tour ( محقق پژوهش تبدیل ضایعات پلاستیکی به گرافن ) همچنین ادامه داد : ” به هر طریقی که کربن را استخراج کنید ( آن را از نفت یا گاز یا ذغال سنگ خارج کنید ) در نهایت در چرخه دی اکسید کربن ظاهر می‌شود . نکته جالب در مورد گرافن تخریب بیولوژیکی آن است که در بسیاری از شرایط بسیار کند است ؛ بنابراین در بیشتر موارد حتی با گذشت صدها سال نیز وارد چرخه کربن نمی‌شود ” .

تبدیل ضایعات موادغذایی به گرافن در آینده‌ای نزدیک در پی تبدیل ضایعات پلاستیکی به گرافن  

وی خاطرنشان کرد : محققان در تلاش هستند تا فرآیند گرافن فلاش را برای سایر مواد ، به ویژه برای ضایعات مواد غذایی نیز اصلاح کنند .

وی گفت : ” ما در حال تلاش برای تولید توالی پالس خوب برای تبدیل ضایعات مواد غذایی به گرافن بسیار مرغوب هستیم . ما از برنامه‌های یادگیری ماشین استفاده می‌کنیم تا به ما کمک کند که بدانیم چه باید بکنیم ” .

خلاصه خبر تبدیل ضایعات پلاستیکی به گرافن

دانشمندان دانشگاه Rice فرآیندی را برای استفاده بهینه از مواد زائد پلاستیکی ارائه کردند که از افزایش مشکلات زیست محیطی جلوگیری می‌کند . آن‌ها به لطف فرآیند ACDC زباله‌های پلاستیکی با رنگ سیاه را به گرافن تبدیل می‌کنند .

منبع خبر : سایت www.azom.com

تاریخ انتشار خبر : ۱۷ آبان ماه ۱۳۹۹

کد خبر : ۱۷۴۵