Вдохновленные этой проблемой, исследователи из Университета Калифорнии разработали метод превращения смешанных пластмасс после потребления в разнообразные и ценные вторичные продукты с беспрецедентной эффективностью. Этот двухэтапный метод, описанный на этой неделе в прикладная химия, имеет захватывающий потенциал применения для разработки фармацевтических препаратов, производства материалов и других продуктов.

"Полиэтилен является наименее перерабатываемым из крупномасштабных пластмасс - по оценкам EPA, на самом деле перерабатывается менее 6% - и только 30% массы обычно подлежит восстановлению", - сказал Трэвис Уильямс, соавтор исследования и профессор химии в Колледже литературы, искусств и Науки. "Мы разработали условия, при которых можно получить 83% массы полимера, извлеченного в виде отдельных полезных продуктов. Мы можем даже взять продукт низкой плотности, такой как пластиковый пакет для продуктов, и извлечь около 36% этих дискретных мономеров - это неслыханно при переработке полиэтилена ".

Сохранение полезности пластика - без ущерба для окружающей среды

Полиэтилен, широко используемый в пластиковых пакетах для покупок, автомобильных деталях и упаковке, внес бесчисленный вклад в улучшение качества жизни и здоровья. Те же свойства, которые делают пластмассы полезными - долговечность и стерильность, среди прочего, - также предотвращают экологически безопасную деградацию и переработку. Существующие методы переработки или повторного изготовления полиэтилена также не являются экономически эффективными, что может облегчить химическая переработка.

Чтобы протестировать этот новый процесс, исследователи попросили различные студенческие и общественные группы собрать необработанные пластиковые отходы из гавани Каталина в качестве образцов. Эти отходы включали пластиковые пакеты для покупок, коробки из-под молока, контейнеры для переноски и другие предметы домашнего обихода. Затем исследователи расщепили образцы с помощью химических катализаторов и кислорода под давлением, чтобы получить химические группы, называемые двухкислотами - в данном случае аспербензальдегид, цитреовиридин и мутилин.

После начального этапа исследовательская группа ввела диациды в сконструированные штаммы Аспергиллус нидулунс, универсальный, простой в разработке гриб, часто используемый при разработке лекарств. При кормлении диацидами в качестве источника углерода гриб вырабатывал значительное количество антибиотиков, статинов, снижающих уровень холестерина, иммунодепрессантов и противогрибковых препаратов - и все это в течение недели.

"Если вы посмотрите на биологический цикл, эта эффективность очень впечатляет, потому что процесс будет чувствителен к затратам", - сказал Клей К.К. Ванг, старший автор исследования и профессор Школы фармации и фармацевтических наук Университета Калифорнии. "Мы собираемся производить продукты оптом".

Химическая переработка может иметь применение не только в полиэтилене

Команда в координации с исследователями из Университета Канзаса изучает, можно ли применить этот метод к другим типам пластика.

"Конечной целью является разработка метода, который можно было бы использовать на смеси пластмасс", - сказал Ван. "Прямо сейчас, если вы идете перерабатывать свои пластиковые отходы, там есть только одно мусорное ведро, но на самом деле существует несколько различных классов пластмасс. Существуют системы, которые сортируют их, но в идеале мы хотели бы иметь возможность обрабатывать смеси пластмасс, используя аналогичный подход ".