นักวิจัยพัฒนาวิธีใหม่ในการเปลี่ยนขยะพลาสติกให้เป็นสารดูดซับที่ใช้ในการเก็บน้ำจากอากาศ

นักเคมีวัสดุจากมหาวิทยาลัยเวียนนาได้ค้นพบวิธีการที่ทำให้ขยะพลาสติกมีชีวิตใหม่อีกครั้ง โดยพวกเขาสามารถเปลี่ยนขยะพลาสติกหลายประเภทให้เป็นโครงข่ายพอลิเมอร์ที่ดูดซับน้ำ ซึ่งสามารถดูดซับความชื้นได้แม้ในสภาพอากาศแห้ง และสามารถปล่อยน้ำออกมาอีกครั้งเมื่อได้รับความร้อนเล็กน้อย (เช่น การใช้แสงอาทิตย์) การวิจัยครั้งใหม่นี้เสนอแนวทางที่ทำให้ขยะพลาสติกสามารถใช้เป็นสารดูดซับในการเก็บน้ำจากอากาศได้ วัสดุบรรจุภัณฑ์พลาสติกที่ถูกทิ้งสามารถเปลี่ยนเป็นผลิตภัณฑ์ที่มีประโยชน์ได้

ด้วยวิธีการนี้ วัสดุบรรจุภัณฑ์พลาสติกที่ถูกทิ้ง แผ่นซีดีเก่า หรือแม้แต่ LEGO ก็สามารถเปลี่ยนเป็นวัสดุที่สามารถจับน้ำจากอากาศได้ในปริมาณมาก พลาสติกบางชนิดประกอบด้วยพอลิเมอร์ที่มีกลิ่นหอม ซึ่งโครงสร้างโมเลกุลมีวงแหวนที่ประกอบด้วยอะตอมคาร์บอนหกตัว วงแหวนเหล่านี้ทำหน้าที่เป็นจุดเชื่อมต่อของโครงข่ายพอลิเมอร์ที่สร้างขึ้น ซึ่งมีโครงสร้างเป็นรูพรุนที่มีพื้นที่ภายในขนาดเล็ก ตามที่ระบุในข่าวประชาสัมพันธ์ หลังจากที่ได้รับการบำบัดด้วยกรดซัลฟูริก จะมีการเพิ่มกลุ่มซัลฟอนิกที่ดึงดูดน้ำ ทำให้สามารถดูดซับน้ำได้แม้ในอากาศที่แห้ง

วิธีการเปลี่ยนพลาสติก

นักวิจัยประสบความสำเร็จในการผลิตโฟมโมเลกุลที่มีความชอบน้ำจากวัสดุบรรจุภัณฑ์โพลิสไตรีนหลายประเภท แผ่นซีดีเก่าที่ทำจากโพลีคาร์บอเนต และ LEGO ที่ทำจากอะคริโลไนไตรล์-บิวทาไดอีน-สไตรีน พวกเขายังประสบความสำเร็จในการจัดการกับการผสมขยะพลาสติกที่เลือก ซึ่งแสดงให้เห็นถึงความหลากหลายของวัสดุเหล่านี้ ผลการวิจัยนี้ได้รับการตีพิมพ์ในวารสาร《Chem Circularity》ซึ่งเสนอแนวทางในการเปลี่ยนขยะพลาสติกที่มีกลิ่นหอมให้เป็นวัสดุที่มีฟังก์ชันในการจับน้ำจากอากาศ

ความสามารถในการจัดการกับการผสมแสดงให้เห็นถึงการลดข้อกำหนดในการจำแนกประเภทในกระแสขยะที่เข้ากันได้ การเปลี่ยนแปลงนอกห้องปฏิบัติการต้องประเมินตัวแปรวัสดุ ตัวทำละลาย และการกู้คืนสารเคมี ต้นทุนการผลิต และผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม รวมถึงการพิจารณาการรวมอุปกรณ์และความทนทานในระยะยาว การแก้ไขปัญหาเหล่านี้จะกำหนดขนาดของการมีส่วนร่วมของชีวิตใหม่ของขยะพลาสติกนี้ในการจัดการวัสดุหมุนเวียนและการจัดหาน้ำ

ประสิทธิภาพและการใช้งานของฟองน้ำ

ทีมงานที่ผลิตฟองน้ำจากโพลิสไตรีนทั่วไปเปิดเผยว่าฟองน้ำนี้สามารถดูดซับน้ำได้เกือบ 60% ของน้ำหนักตัวเองจากอากาศที่ชื้น และสามารถทำได้ถึง 20% แม้ในสภาพแวดล้อมที่แห้งและคล้ายทะเลทราย จากนั้นสามารถปล่อยน้ำออกมาได้โดยใช้แหล่งความร้อนเล็กน้อย (เช่น แสงอาทิตย์) โดยกระบวนการดูดซับ/ปล่อยน้ำส่วนใหญ่จะเสร็จสิ้นภายในหนึ่งชั่วโมง ฟองน้ำเหล่านี้สามารถทนต่อกระบวนการหมุนเวียนได้ดี ซึ่งหมายความว่าสามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้หลายครั้งในการผลิตน้ำ

ทีมงานเน้นย้ำว่าการวิจัยล่าสุดได้สร้างวิธีการในการเปลี่ยนพลาสติกที่มีกลิ่นหอมหลายประเภทให้เป็นวัสดุที่มีประสิทธิภาพในการผลิตน้ำจากอากาศ รวมถึงวัสดุพลาสติกที่ผสมกัน การศึกษาความสามารถในการทำงานระยะยาวของฟองน้ำและความต้องการทรัพยากรโดยรวมยังคงดำเนินต่อไป นักวิจัยกล่าวว่า "เราใช้พลาสติกที่มีกลิ่นหอมจากบรรจุภัณฑ์ แผ่นซีดีที่ถูกบีบอัด และ LEGO เพื่อแสดงวิธีการนี้ การทำให้มีการเชื่อมโยงกันอย่างมากและการซัลฟูริกทำให้วัสดุเหล่านี้กลายเป็นโครงข่ายพอลิเมอร์ที่จับน้ำได้ ทำให้วัสดุพอลิเมอร์ที่มีอยู่สามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้โดยไม่ต้องแยกเป็นโมโนเมอร์ก่อน"

ศักยภาพและความท้าทายในการนำขยะพลาสติกกลับมาใช้ใหม่

การวิจัยนี้แสดงให้เห็นถึงศักยภาพในการเปลี่ยนขยะพลาสติกให้เป็นวัสดุที่มีฟังก์ชัน โดยเฉพาะในด้านการจัดการทรัพยากรน้ำ ด้วยความสนใจที่เพิ่มขึ้นในด้านความยั่งยืนของสิ่งแวดล้อมทั่วโลก วิธีการนวัตกรรมนี้ไม่เพียงแต่ช่วยลดขยะพลาสติก แต่ยังสามารถเสนอวิธีการเก็บน้ำที่มีประสิทธิภาพ อย่างไรก็ตาม กระบวนการเปลี่ยนแปลงนอกห้องปฏิบัติการยังต้องเผชิญกับความท้าทายหลายประการ รวมถึงต้นทุนการผลิต ผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม และการรวมอุปกรณ์ ปัจจัยเหล่านี้จะมีผลต่อการประยุกต์ใช้และขนาดที่แท้จริงของเทคโนโลยีนี้ในเศรษฐกิจหมุนเวียน