Ученые приблизились к созданию экологически чистых пластмасс

В статье, опубликованной в научном журнале Macromolecules, издаваемом Американским химическим обществом (American Chemical Society, ACS), ученые из корпорации IBM и Стэнфордского университета сообщают о своих открытиях, которые могут привести к созданию новых типов «биодеградируемых» (биологически разлагаемых естественными факторами) и «биосовместимых» пластмасс.

Благодаря многолетним усилиям исследователей был достигнут научный прорыв, результатом которого может также быть появление новых методов и процессов утилизации, которые позволят в будущем полностью перерабатывать и повторно использовать бытовой и промышленный пластик. Технологии, в основе которых будет лежать анонсированное сегодня открытие, могут найти широкое применение в самых разных отраслях и областях деятельности, включая здравоохранение, микроэлектронику, сферы производства биодеградируемых пластмасс и переработки пластиковых отходов.

Ученые IBM и Стэнфорда стали первыми, кто применил метод органокатализа в химии экологически чистых полимеров, что является фундаментальным изменением в данной научной области. Это исследование и новый подход, использующий органические катализаторы, может привести к созданию пластмасс с четко структурированными биодеградируемыми молекулами – иными словами, материалов, полученных из возобновляемых ресурсов «экологически ответственным» путем.

«Мы продолжаем изучение новых методов и сфер применения технологий и наших знаний в материаловедении для формирования экологически устойчивого и рационального будущего, — подчеркнула Джозефин Чен (Josephine Cheng), почетный сотрудник IBM со статусом IBM Fellow и вице-президент Альмаденского исследовательского центра IBM (IBM Research – Almaden). — Разработка новых семейств органических катализаторов привносит в область экологически чистой химии большую гибкость и разносторонность прикладного использования, открывая возможности новых применений, в частности, для производства материалов с хорошей способностью к биологическому разложению, что улучшает процессы утилизации отходов и повторного использования материалов».

Одной из самых неприятных экологических проблем является утилизация и переработка одноразовых пластиковых бутылок, ежегодный объем мирового производства которых превышает 13 млрд. штук. Несмотря на то, что пластик вполне пригоден для переработки, получаемые в результате этой переработки материалы ограничены только для использования «во втором поколении». Это означает, что материалы, созданные путем переработки пластиковых бутылок, после однократного использования должны отправляться на мусорную свалку. В США ежегодно уничтожается до 63 фунтов (приблизительно 28,5 кг) пластиковой упаковки в расчете на одного человека – вместо того, чтобы многократно перерабатываться. Результат прорыва ученых IBM и Стэнфордского университета в области «зеленой» химии состоит в потенциальной возможности создания нового процесса переработки пластиковых отходов, который полностью преобразует процесс восстановления мономерных звеньев полимера в свое исходное состояние, что позволит значительно сократить объем отходов и, как следствие, меньше загрязнять окружающую среду.

IBM также сотрудничает с учеными из Научно-технологического центра имени короля Абдулазиза (King Abdulaziz City for Science & Technology, KACST), Саудовская Аравия, в создании процесса переработки отходов из полиэтилентерефталатных (polyethylene terephthalate, PET) пластиков, которые обычно используются в качестве пищевых упаковок и бутылок для напитков и других жидкостей.

Эти крупные научные и технологические достижения являются также очень многообещающими с точки зрения прикладного применения в биомедицинской сфере. Так, например, многие действенные лекарственные препараты, разработанные для борьбы с раковыми клетками, обладают настолько сильнодействующим эффектом, что одинаково поражают как злокачественные, так и здоровые клетки. Использование органокатализа может привести к созданию специализированных полимеров, способных помочь в безопасной доставке лекарства к отдельным клеткам или пораженным участкам.