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May 31, 2023

ポリマー研究の画期的な進歩によりリサイクルに革命が起きる可能性がある

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化学科のジョージ・B・バトラー教授であるブレント・サマーリン率いる研究者チームは、プラスチックのリサイクル方法を変える可能性を秘めた画期的な進歩を遂げた。 ポリマーを扱う革新的なアプローチにより、プラスチックの品質を犠牲にすることなく必要エネルギーを削減できる新しいリサイクル方法の開発につながりました。

米国と地球全体が差し迫ったプラスチック問題を抱えていることは周知の事実です。 過去数十年間で使用量が急激に増加したにも関わらず、現在最終的にリサイクルされるプラスチックは約 10% のみです。

「私たちの取り組みは、国連の持続可能な開発目標によって提案された行動喚起への応答です」とサマーリン氏は述べた。 「プラスチックが環境に及ぼす悪影響を軽減するには、新しいリサイクル戦略が不可欠になっています。」

プラスチックのリサイクル プロセスには通常、収集、分別、再処理という 3 つの主要な段階が含まれます。 消費者廃棄物の収集は、個人がリサイクル可能な物を指定の箱に入れ、後でリサイクル回収業者が引き取ります。 その後、リサイクル工場で分別が行われ、作業員が収集したプラスチックを整理して非プラスチック材料をふるい分けし、再処理のために同様のプラスチックをグループ化します。

Sumerlin のチームは、再処理の最終段階でよく遭遇する問題に焦点を当てました。通常、選別されたプラスチックは、新しい製品を作成するために一緒に溶かされて成形される前に、より小さな断片に分解されます。 このアプローチでは、プラスチックを構成するポリマー分子がより短いセグメントに分解されるため、多くの場合、低品質のリサイクル プラスチックが生成されます。

この業界標準の熱再処理の代わりに、Sumerlin のチームはケミカル リサイクルと呼ばれる別のアプローチを検討しました。 彼らの実験的ではあるが有望な戦略は、ポリマーの解重合を誘発し、ポリマーが元のはるかに小さなモノマー分子に完全に戻るようにするものである。 得られたモノマーを使用して、元のプラスチックと同等またはそれより優れた特性を持つ新しいポリマーを調製できます。

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Sumerlin のチームが取り組んだポリマーは、プレキシガラスとして広く知られているポリメチルメタクリレート (PMMA) でした。 写真はSValeriaによるAdobe Stock経由。

このアプローチはすでに工業的に実現可能であることが証明されていますが、Sumerlin の大学院生チームは、解重合を達成するために必要なエネルギーを劇的に低減するまったく新しい方法を開発しました。 この実験的研究は、Sumerlin のグループの研究者チームによって実施され、大学院生の JAMES YOUNG と RHYS HUGHES が率いました。

「これにより、より少ないエネルギーでプラスチックのリサイクルが可能になるだけでなく、より高品質のプラスチックへのアクセスも可能になります」とサメルリン氏は述べています。

参照: ヤング JB、ヒューズ RW、タムラ AM、ベイリー LS、スチュワート KA、サマーリン BS。 触媒を使用せずにモノマーに戻すための鎖末端開始によるポリ(メタクリル酸メチル)のバルク解重合。 化学。 2023;0(0)。 doi:10.1016/j.chempr.2023.07.004

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