محققان دانشگاه‌های نیوکاسل و بیرمنگام موفق به ابداع روشی ساده، کم‌هزینه و دوستدار محیط‌زیست برای بازیافت یکی از مقاوم‌ترین پلاستیک‌های جهان به ترکیبات شیمیایی مفید شده‌اند. این روش که انرژی کمی مصرف می‌کند، توانایی شکستن پلی‌تترافلوئورواتیلن (Polytetrafluoroethylene یا PTFE) معروف به تفلون را دارد. تفلون که بیشتر به‌عنوان پوشش نچسب در ظروف و تجهیزات صنعتی شناخته می‌شود، به دلیل پایداری شیمیایی و حرارتی بسیار بالا به‌سختی بازیافت می‌شود و همین ویژگی هم کاربردی و هم چالش‌برانگیز است.
به گزارش interesting engineering، روش جدید زباله‌های تفلون را با فرایندی پاک و ساده بازیابی می‌کند که تنها به فلز سدیم و حرکت مکانیکی نیاز دارد. جالب آنکه این واکنش در دمای محیط انجام می‌شود و نیازی به استفاده از حلال‌های سمی ندارد.
رولی آرمسترانگ، مدرس شیمی در دانشگاه نیوکاسل و نویسنده مسئول مقاله می‌گوید: هر سال صد‌ها هزار تن تفلون در جهان تولید می‌شود و در محصولاتی از روان‌کننده‌ها تا پوشش ظروف پخت‌وپز استفاده می‌شود. در حال حاضر روش‌های کمی برای دفع این پلاستیک وجود دارد و اغلب به محل‌های دفن زباله منتقل می‌شود. اما این فرایند به ما اجازه می‌دهد تا فلورین موجود در تفلون را استخراج و به مواد جدید و مفید تبدیل کنیم.
فرایند مبتنی بر مکانوشیمی
فلورین عنصری حیاتی است که در حدود یک‌سوم دارو‌های جدید و بسیاری از مواد پیشرفته به کار می‌رود، اما معمولاً از طریق استخراج‌های پرمصرف و آلاینده به‌دست می‌آید. روش جدید بازیافت امکان بازیابی و استفاده مجدد مستقیم فلورین از زباله‌های تفلون را فراهم می‌کند.
در روش‌های سنتی مانند سوزاندن PTFE این پلاستیک مواد شیمیایی ماندگار و خطرناکی را در محیط آزاد می‌کند که دهه‌ها باقی می‌مانند و نگرانی‌های محیط‌زیستی و بهداشتی ایجاد می‌کنند.
در این تحقیق تیم علمی از مکانوشیمی، شاخه‌ای از شیمی سبز که از انرژی مکانیکی برای هدایت واکنش‌های شیمیایی استفاده می‌کند، بهره برد. با استفاده از آسیاب گلوله‌ای، فلز سدیم و تفلون درون محفظه‌ای فولادی مهر و موم‌شده خرد می‌شوند تا واکنشی در دمای محیط آغاز شود. این واکنش پیوند‌های بسیار مقاوم کربن–فلور را می‌شکند و منجر به تولید کربن بی‌خطر و سدیم فلوراید می‌شود؛ نمکی پایدار که در خمیر دندان نیز کاربرد دارد.
سدیم فلوراید بازیابی‌شده می‌تواند بدون نیاز به تصفیه مستقیما در تولید مولکول‌های حاوی فلورین در داروسازی و صنایع شیمیایی ارزشمند استفاده شود.
اقتصاد چرخشی فلورین
تیم دانشگاه بیرمنگام واکنش را در سطح اتمی با استفاده از طیف‌سنجی هسته‌ای حالت جامد (Solid-state NMR) بررسی کردند و اثبات نمودند که فرایند تولید سدیم فلوراید پاک و بدون هیچ‌گونه محصول جانبی است. دکتر دومینیک کوبیکی، استاد دانشگاه بیرمنگام، می‌گوید: این روش نمونه‌ای کامل از نحوه استفاده از پیشرفته‌ترین ابزار‌های شیمیایی برای پیشبرد پایداری است.
ارلی لو، استاد دانشگاه بیرمنگام می‌افزاید: رویکرد ما ساده، سریع و مبتنی بر مواد ارزان‌قیمت است و امیدواریم الهام‌بخش تحقیقات بیشتری برای استفاده مجدد از سایر زباله‌های فلورینه باشد و تولید ترکیبات حیاتی حاوی فلورین را پایدارتر کند.
این روش می‌تواند با کاهش آلایندگی، اثر محیط‌زیستی تولید مواد فلورینه در دارو، الکترونیک و انرژی‌های پاک را به حداقل برساند. نتایج این پژوهش در نشریه Journal of the American Chemical Society (JACS) منتشر شده است.
انتهای پیام/