นักเคมีของ University of Colorado at Boulder ได้พัฒนาวิธีใหม่ในการรีไซเคิลพลาสติกประเภทที่พบทั่วไปในขวดน้ำอัดลมและบรรจุภัณฑ์อื่นๆ โดยการใช้ไฟฟ้าและปฏิกิริยาเคมี ซึ่งสามารถที่จะเห็นพลาสติกแตกเป็นชิ้นๆ ด้วยตาเปล่าได้ โดยแนวทางใหม่ในการรีไซเคิลพลาสติกนี้ได้เผยแพร่ในวารสาร Chem Catalysis ซึ่งการศึกษานี้สามารถจัดการกับปัญหาขยะพลาสติกที่เพิ่มขึ้นทั่วโลกได้
จากข้อมูลของ Environmental Protection Agency (EPA) พบว่าในปี 2561 สหรัฐฯ สามารถผลิตผลิตภัณฑ์พลาสติกได้เกือบ 36 ล้านตัน แต่ขยะส่วนใหญ่ถูกกำจัดด้วยการฝังกลบ ซึ่งตรงกับคำกล่าวของ Oana Luca ผู้ช่วยศาสตราจารย์ภาควิชาเคมีว่า พลาสติกที่ทิ้งลงในถังขยะรีไซเคิล ส่วนใหญ่นั้นไม่เคยถูกรีไซเคิล โดยส่วนใหญ่ทั่วโลกประสบปัญหาในการรวบรวมและคัดแยกกองขยะกองโตที่เพิ่มขึ้นทุกวัน ซึ่งพลาสติกพอลิเอทิลีน เทเรฟทาเลต (polyethylene terephthalate – PET) น้อยกว่า 1 ใน 3 ในสหรัฐฯ ถูกนำไปรีไซเคิลแล้ว ยกเว้นพลาสติกประเภทอื่นๆ ยังไม่มีประสิทธิภาพในการกำจัดเท่าที่ควร ถึงอย่างนั้นวิธีการรีไซเคิลต่างๆ ในปัจจุบัน เช่น การละลายขยะพลาสติกหรือการละลายในกรดก็สามารถเปลี่ยนคุณสมบัติของวัสดุในกระบวนการได้ แต่ผู้ผลิตก็สามารถผลิตเพิ่มขึ้นได้ เช่น ถุงพลาสติกแบบใช้แล้วทิ้งที่หาซื้อได้ทั่วไปที่ร้านขายของชำ ในทางกลับกันทีมวิจัยต้องการหาวิธีนำส่วนผสมพื้นฐานจากขวดพลาสติกเก่ามาผลิตขวดพลาสติกใหม่ เพื่อให้บรรลุผลดังกล่าว จึงได้หันมาใช้กระบวนการที่เรียกว่าอิเล็กโทรลิซิส หรือการใช้ไฟฟ้าเพื่อสลายโมเลกุล ตัวอย่างเช่น นักเคมีรู้มานานแล้วว่าสามารถใช้แรงดันไฟฟ้ากับบีกเกอร์ที่เต็มไปด้วยน้ำและเกลือเพื่อแยกโมเลกุลของน้ำเหล่านั้นออกเป็นก๊าซไฮโดรเจนและก๊าซออกซิเจน แต่พลาสติก PET นั้นแตกตัวได้ยากกว่าน้ำมาก ดังนั้นทีมวิจัยจึงต้องการทราบว่าจะสามารถนำวัสดุโมเลกุล ซึ่งเป็นส่วนประกอบสำคัญของพลาสติกกลับมาใช้ใหม่ได้อย่างไร
งานวิจัยนี้ทดลองภายในห้องปฏิบัติการขนาดเล็กโดยมุ่งเน้นไปที่พลาสติก PET ซึ่งพบทั่วไปในขวดน้ำดื่ม รวมถึงผ้าโพลีเอสเตอร์บางชนิด นักวิจัยได้ผสมชิ้นส่วนของพลาสติกกับโมเลกุลชนิดพิเศษ แล้วใช้แรงดันไฟฟ้าขนาดเล็ก ภายในไม่กี่นาทีสารละลายจะเปลี่ยนเป็นสีชมพูเข้มแล้วเปลี่ยนเป็นใสเมื่อโพลิเมอร์แตกตัว หลังจากนั้น พลาสติก PET ก็เริ่มสลายตัว ในการศึกษาใหม่นี้ Phuc Pham นักศึกษาปริญญาเอกสาขาเคมีและนักวิจัยได้บดขวดพลาสติกเป็นผงแล้วผสมลงในสารละลาย จากนั้นทีมวิจัยได้เพิ่มส่วนผสมพิเศษ ซึ่งเป็นโมเลกุลที่เรียกว่า เกลือของ [N-DMBI]+ ลงในสารละลาย และเมื่อมีไฟฟ้าโมเลกุลนี้จะก่อตัวเป็น "สื่อกลางปฏิกิริยา" ที่สามารถให้อิเล็กตรอนเพิ่มเติมให้กับพลาสติก PET ทำให้เม็ดพลาสติกหลุดออก โดยนักวิจัยยังคงพยายามทำความเข้าใจว่าปฏิกิริยาเหล่านี้เกิดขึ้นและสามารถสร้างขึ้นใหม่ได้อย่างไร ซึ่งทีมวิจัยเชื่อว่าจำเป็นต้องทำงานหลายอย่างเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการและขยายขนาดให้ใหญ่ขึ้น เพื่อที่จะสามารถนำไปใช้ในระดับอุตสาหกรรมได้ในที่สุด และด้วยวิธีดังกล่าวนี้ในอนาคตจะสามารถดึงขยะขนาดใหญ่ทั้งหมดในมหาสมุทร เข้าไปในเครื่องปฏิกรณ์ และได้รับโมเลกุลที่มีประโยชน์กลับมามากมาย
Comments