Udvikling af en nedbrydningsudløsende plast lavet af vanillin

Fra billige masseprodukter til skræddersyede højteknologiske materialer, vores moderne verden uden plastik er utænkelig. Den største ulempe ved dette er brugen af ​​fossile brændstoffer og de voksende mængder affald. En ny tilgang kunne være produktion af højkvalitets plast fremstillet af biomasse, som kunne fås til at falde fra hinanden til genanvendelige komponenter. "Destruct-kommandoen" ville blive givet med lys af en bestemt bølgelængde, som demonstreret af forskere i tidsskriftet Angewandte Chemie .

Biomasse er en vedvarende, ofte ligefrem billig råvare, der i stigende grad er interessant for produktion af højtydende plast. Men biobaseret plast lider også under problemet med utilfredsstillende genanvendelse. Plast skal forblive pålideligt stabilt, mens det er i brug, uden risiko for for tidlig nedbrydning. Genbrug bør også ideelt set være upcycling i stedet for downcycling. De producerede byggeklodser bør kunne konverteres til et andet højkvalitetsmateriale. Ideelt set ville disse være monomerer, der efterfølgende kan polymeriseres igen for at producere lige så højtydende plast.

For at imødekomme denne udfordring har et tværfagligt team af forskere fra USA – Jayaraman Sivaguru ved Center for Photochemical Sciences, Bowling Green State University i Bowling Green, Ohio, og Mukund P. Sibi og Dean C. Webster ved North Dakota State University i Fargo - har valgt biobaseret plast, hvor nedbrydning kan udløses ved bestråling med lys. De var i stand til at udvikle tværbundne polymerer, der indeholder byggesten i deres rygrad baseret på vanillin. Vanillin kan fremstilles af materiale såsom lignin, som er et biprodukt af celluloseproduktion.

Vanillinderivatet udviklet af teamet absorberer lys ved 300 nm og går ind i en ophidset tilstand. Dette fører til en kemisk reaktion, der udløser nedbrydningen af ​​polymeren. Fordi denne bølgelængde ikke er indeholdt i spektret af sollys, der når jorden, undgås uplanlagt nedbrydning. Forskerne var i stand til at genvinde 60 % af monomererne, som kunne polymeriseres igen uden kvalitetstab.

Fotonedbrydelige, genanvendelige og vedvarende tværbundne polymerer fremstillet af biomasseressourcer er en meget lovende tilgang til fremstilling af mere bæredygtig plast. Lys-udløst nedbrydning er miljøvenlig og giver fordelen ved rumlig og tidsmæssig kontrol. + Udforsk yderligere

Planter fra plast:Biobaserede polymerer kan omdannes til gødning