Bygger en bedre polyethylen

Hvert år forurener mere end otte millioner tons plastik havet, danner mammut, såkaldte "affaldsplaster" via stærke strømme. Selv med nye indsamlingsmetoder, kun 0,5 procent ud af dette volumen fjernes i øjeblikket fra havene. En løsning på denne voksende krise er at forhindre plast i at blive affald til at begynde med - og forskere fra University of Pittsburghs Swanson School of Engineering er et af fem internationale teams, der tildeles for deres nye løsninger på dette problem.

I dag på World Economic Forum årlige møde i Davos, Ellen MacArthur Foundation og NineSigma annoncerede vinderne af Circular Materials Challenge. Vinderne modtager hver en $ 200, 000 andel af præmien på 1 million dollar. Sammen med vinderne af den tidligere $ 1 million $ Circular Design Challenge i oktober sidste år, disse innovationer vil slutte sig til et 12-måneders acceleratorprogram i samarbejde med Think Beyond Plastic, arbejder med eksperter for at gøre deres innovationer salgbare i stor skala.

Pitt -teamet repræsenterer Swanson School's Department of Chemical and Petroleum Engineering, og inkluderer Eric Beckman, Fremstående serviceprofessor og meddirektør for universitetets Mascaro Center for Bæredygtig Innovation, Lektor Susan Fullerton, og lektor Sachin Velankar. Gruppen var en af ​​to vindere i kategori 1:"Gør uanvendelig emballage genanvendelig, "og foreslår at bruge nanoteknik til at skabe et genanvendeligt materiale, der kan erstatte komplekse emballager med flere lag-efterligner den måde, naturen bruger kun et par molekylære byggesten til at skabe et stort udvalg af materialer.

"I løbet af de sidste par år havde jeg med interesse noteret, at industrier som bilindustri, Husholdningsapparat, og endda aluminiumsdåser forvandlede deres forretningsmodeller fra traditionelle produkter til tjenester, hvor varer er beregnet til at blive nyttiggjort og genbrugt, "Dr. Beckman sagde." Derimod, paradigmet for den kemiske industri har, i 150 år, været kort levetid og engangsbrug. Faktisk, en undersøgelse viste, at USA kun genbruger ni procent af sit plastaffald, langt bagefter Europa (30 procent) og Kina (25 procent). ¹

"Da simpel plast består af molekyler, der kan manipuleres til at udføre forskellige funktioner, Jeg spekulerede på, om vi kunne omdanne et molekyle fra et produkt til service, med de mest interessante anvendelser heraf tekstiler og emballage. "

Ifølge Dr. Beckman, nuværende emballagelag til fødevarer og drikkebeholdere er lavet af flere forskellige materialer, der er ansvarlige for at bevare friskheden, blokering af UV -lys, holder blæk til mærkning, osv. Fordi den indledende fremstillingsproces, lagene kan ikke let adskilles og kan derfor ikke genbruges.

Pitt-teamets løsning er at ændre nano-strukturen af ​​polyethylen-simpel plast-for at efterligne egenskaberne af andre komplekse materialer (såsom PET, EVOH, eller endda aluminium) i den nuværende laminatemballage. Da den grundlæggende kemi for hvert lag ville forblive polyethylen, emballagen kan derefter indsamles med anden plast og genbruges ved hjælp af traditionelle metoder, fjerne det fra affaldsstrømmen.

Betydningen af ​​at reducere og genbruge plast er klar:ifølge fondens 2016 New Plastic Economy -rapport, i 2050 forventes havene at indeholde mere plast end fisk (i vægt) og hele plastindustrien vil forbruge 20 procent af den samlede olieproduktion, og 15 procent af det årlige kulstofbudget.

Wendy Schmidt, Lead Philanthropic Partner for fondens initiativ New Plastics Economy, bemærkede, "De tekniske innovationer, der er udviklet af vores vindere, er præcis det, der er nødvendigt for at begynde at tage fat på den forkastelige materialekultur i det forrige århundrede, der skaber stigende mængder mikroplast og plastaffald på vores kystlinjer, i vores oceaner, lossepladser og endda vores egen krop. "

"Oprettelse af genanvendelig emballage er en af ​​de hårdeste udfordringer, hvis vi vil skabe en ægte cirkulær økonomi i USA, da titusinder af millioner tons emballageaffald hvert år går direkte til lossepladsen, "Dr. Beckman sagde." Vi håber, at vores design ikke kun kan sætte en ny standard for højtydende og genanvendelig plast, men vil stimulere folk til at tænke på andre måder, hvorpå vi kan omdanne molekylære produkter til tjenester ved at spejle naturen og drage fordel af nanostruktur -byggesten. "