'Polimer Dapat Didaur Ulang Tak Terhingga' Menunjukkan Sifat Praktis Dari Plastik

Tanggal:
26 April 2018
 
Sumber: 
Universitas Negeri Colorado
 
Ringkasan: 
Dunia jatuh cinta dengan plastik karena murah, nyaman, ringan, dan tahan lama. Untuk alasan yang sama ini, plastik sekarang mencemari Bumi. Para ahli kimia baru saja mengumumkan langkah besar lainnya menuju bahan yang bebas limbah dan berkelanjutan yang suatu hari nanti dapat bersaing dengan plastik konvensional.

Kredit: Bill Cotton / Colorado State University

 

Dunia jatuh cinta dengan plastik karena murah, nyaman, ringan, dan tahan lama. Untuk alasan yang sama ini, plastik sekarang mencemari Bumi.

 

Ahli kimia Colorado State University telah mengumumkan dalam jurnal Science satu langkah besar menuju bahan yang bebas limbah dan berkelanjutan yang suatu hari nanti dapat bersaing dengan plastik konvensional. Dipimpin oleh Eugene Chen, profesor di Departemen Kimia, mereka telah menemukan polimer dengan banyak karakteristik yang sama yang kita nikmati dalam plastik, seperti ringan, tahan panas, kekuatan dan daya tahan. Tetapi polimer baru, tidak seperti minyak petroleum biasa, dapat diubah kembali ke keadaan molekul kecil semula untuk daur ulang kimia yang lengkap. Ini dapat dicapai tanpa menggunakan bahan kimia beracun atau prosedur laboratorium intensif. 

 

Polimer adalah kelas material yang luas yang dicirikan oleh rantai panjang unit molekul berantai yang diikat secara kimia dan disebut monomer. Polimer sintetik saat ini termasuk plastik, serta serat, keramik, karet, pelapis, dan banyak produk komersial lainnya. 

 

Pekerjaan ini dibangun di atas generasi sebelumnya dari laboratorium Chen yang didaur ulang secara kimiawi yang pertama kali ditunjukkan pada tahun 2015. Membuat versi lama membutuhkan kondisi yang sangat dingin yang akan membatasi potensi industrinya. Polimer sebelumnya juga memiliki ketahanan panas yang rendah dan berat molekul, dan, meskipun mirip plastik, relatif lunak. 

 

Tetapi pengetahuan fundamental yang didapat dari studi itu tidak ternilai, kata Chen. Ini mengarah pada prinsip desain untuk mengembangkan polimer generasi masa depan yang tidak hanya dapat didaur ulang secara kimia, tetapi juga menunjukkan sifat praktis yang kuat. 

 

Struktur polimer baru yang banyak diperbaiki menyelesaikan masalah dari materi generasi pertama. Monomer dapat dengan mudah terpolimerisasi di bawah kondisi realistis industri yang ramah lingkungan: bebas pelarut, pada suhu kamar, hanya dengan beberapa menit waktu reaksi dan hanya sejumlah kecil katalis. Bahan yang dihasilkan memiliki berat molekul tinggi, stabilitas termal dan kristalinitas, dan sifat mekanik yang sangat mirip dengan plastik. Yang paling penting, polimer dapat didaur ulang kembali ke aslinya, keadaan monomer di bawah kondisi lab ringan, menggunakan katalis. Tanpa perlu pemurnian lebih lanjut, monomer dapat dipolimerisasi ulang, sehingga membentuk apa yang disebut Chen siklus hidup bahan melingkar.

 

Bagian kimia inovatif ini telah membuat Chen dan rekan-rekannya bersemangat untuk masa depan di mana plastik hijau baru, daripada bertahan hidup di landfill dan lautan selama jutaan tahun, dapat dengan mudah ditempatkan dalam reaktor dan, dalam bahasa kimia, dipolimerisasi ke memulihkan nilai mereka - tidak mungkin untuk plastik petroleum saat ini. Kembali pada titik awal kimianya, bahan bisa digunakan berulang kali - benar-benar mendefinisikan apa artinya "mendaur ulang." 

 

"Polimer dapat didaur ulang secara kimia dan digunakan kembali, pada prinsipnya, tak terbatas," kata Chen. 

 

Chen menekankan bahwa teknologi polimer baru hanya ditunjukkan pada skala laboratorium akademis. Masih banyak pekerjaan yang harus dilakukan untuk menyempurnakan proses produksi monomer dan polimer yang tertunda paten yang telah ia dan rekannya ciptakan.
Dengan bantuan hibah benih dari CSU Ventures, para ahli kimia mengoptimalkan proses sintesis monomer mereka dan mengembangkan, baru, bahkan rute yang lebih efektif biaya untuk polimer tersebut. Mereka juga bekerja pada masalah skalabilitas pada pengaturan daur ulang monomer-polimer-monomer mereka, sambil meneliti lebih lanjut struktur kimia baru untuk bahan daur ulang yang lebih baik. 

 

"Akan menjadi impian kami untuk melihat teknologi polimer yang dapat didaur ulang secara kimia ini terwujud di pasar," kata Chen.

 

Sumber Cerita:
Materi yang disediakan oleh Colorado State University. Catatan: Konten dapat diedit untuk gaya dan panjang. 

 

Referensi Jurnal:
Jian-Bo Zhu, Eli M. Watson, Jing Tang, Eugene Y.-X. Chen. Sistem polimer sintetik dengan daur ulang kimia yang dapat diulang. Sains, 2018; 360 (6387): 398 DOI: 10.1126 / science.aar5498 

Share this post