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El próximo capítulo en el reciclaje de plástico puede centrarse en el láser

El mundo aún no ha descubierto cómo lidiar con sus millones de toneladas de desechos plásticos, y los científicos estiman que solo el 9% de los desechos plásticos se recicla. 12 por ciento expira La industria del plástico está recurriendo a nuevas tecnologías de reciclaje químico como una aparente respuesta a nuestros problemas plásticos. Pero estas tecnologías están lejos de ser un refugio seguro, sino que proporcionan una solución eficaz. Crear sus propios problemas.

Los investigadores han recurrido ahora a una nueva herramienta en la lucha contra los residuos plásticos: los láseres. Al atacar el plástico con pulsos láser, ingenieros de la Universidad de Austin y la Universidad de Tohoku están descomponiendo las moléculas de plástico en sus componentes básicos, produciendo nanomateriales de carbono útiles.

Los plásticos están formados por largas y fuertes cadenas de moléculas unidas como cuentas de un collar. Estas moléculas orgánicas están compuestas por diferentes elementos como carbono, oxígeno, hidrógeno y nitrógeno.

Nuevo trabajo, que fue publicado en la revista. Comunicaciones de la naturalezaEste libro se centra en una reacción llamada activación C-H, en la que los enlaces entre los átomos de carbono e hidrógeno se rompen selectivamente y se convierten en nuevos enlaces químicos.

La clave del éxito de este método reside en otro material que tiene sólo átomos de espesor. Este material 2D se conoce como dicalcogenuro de metal de transición, y los investigadores primero cubren el plástico con una capa antes del procesamiento láser. Cuando se expone a luz láser de baja energía, este material 2D cataliza la reacción de activación C-H, que libera carbono e hidrógeno.

Los átomos de hidrógeno se unen entre sí para formar hidrógeno, que se libera en forma de gas. Los átomos de carbono se unen entre sí para formar pequeños nanocristales conocidos como puntos luminosos de carbono. Estos puntos de carbón podrían usarse potencialmente como dispositivos de almacenamiento de memoria en computadoras de próxima generación.

Los investigadores utilizaron luz de baja energía para romper el enlace químico del plástico y crear nuevos enlaces químicos que convierten el material en puntos luminosos de carbono. Los nanomateriales a base de carbono tienen una gran demanda debido a sus capacidades versátiles, y estos puntos podrían usarse como dispositivos de almacenamiento de memoria en computadoras de próxima generación.

en presione soltarEl equipo dice que necesitarán realizar más investigación y desarrollo para mejorar el proceso de activación de CH basado en luz y ampliarlo para aplicaciones industriales.

Pero esta descomposición con láser y materiales 2D de los enlaces carbono-hidrógeno “en moléculas orgánicas complejas abrirá nuevas posibilidades para aplicaciones en síntesis química, fotónica, degradación de contaminantes orgánicos y reciclaje de plásticos”, escribieron en el artículo.

fuente: Jingang Li et al. Activación mediada por luz C – H de calcogenuros de metales de transición bidimensionales. nacional común 2024.

Imagen: © Revista Antropoceno

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