วิธีรีไซเคิลพลาสติกที่ ‘ไม่รีไซเคิล’

กระบวนการใหม่สามารถลดปริมาณพลาสติกที่ฝังอยู่ในหลุมฝังกลบได้ แนวคิด: แปลงบางประเภทที่ไม่สามารถรีไซเคิลเป็นประเภทที่สามารถให้ความร้อนและแปรรูปได้

จากจำนวนพลาสติกที่ผลิตในแต่ละปีมากกว่า 35.4 ล้านตันในสหรัฐอเมริกา ส่วนแบ่งที่นำกลับมาใช้ใหม่ “ค่อนข้างเล็ก” หน่วยงานคุ้มครองสิ่งแวดล้อมพบ — เพียงร้อยละ 8.4 ณ ปี 2017 มากกว่าหนึ่งในสาม กล่าวเสริม ในที่สุดก็ส่งไปยังหลุมฝังกลบเป็นของเสีย

พลาสติกอาจใช้เวลาหลายร้อยปีในการย่อยสลายหรือสลายตัวทางเคมี และเมื่อฝังในหลุมฝังกลบก็จะกินพื้นที่อันมีค่า ขยะพลาสติกอื่นๆ จะจบลงในมหาสมุทร ลำธาร และแหล่งน้ำอื่นๆ พวกมันแตกออกเป็นอนุภาคเล็กๆ ที่เรียกว่าไมโครพลาสติก บางชนิดมีสารเติมแต่งที่เป็นอันตราย ไมโครพลาสติกยังสามารถให้พื้นผิวสำหรับสารมลพิษและจุลินทรีย์อื่นๆ และเศษพลาสติกเหล่านี้สามารถสะสมในสัตว์บางชนิดได้เช่นกัน

พลาสติกบางประเภทสามารถหลอมและแปรรูปเป็นรายการใหม่ได้ ขวดเครื่องดื่ม บล็อกเลโก้ และผลิตภัณฑ์อื่นๆ (ที่มีเครื่องหมาย 1 หรือ 2) จำนวนมากสามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้ด้วยวิธีนี้ โดยพื้นฐานแล้วโมเลกุลของพวกมันนั้นเป็นสายโซ่ยาวของกลุ่มอะตอมที่ทำซ้ำ

จนถึงตอนนี้ยังไม่มีวิธีรีไซเคิลสิ่งที่เรียกว่าพลาสติกเทอร์โมเซต คำนำหน้าเทอร์โมหมายถึงความร้อนหรืออุณหภูมิ กระบวนการทำพลาสติกเหล่านี้ใช้ของแข็งหรือของเหลวที่อ่อนนุ่ม และจากนั้นทำให้แห้ง โดยปกติแล้วจะผ่านการให้ความร้อน

การบ่มนั้นก่อให้เกิดการเชื่อมขวางระหว่างกลุ่มของอะตอมในพลาสติกนี้ เครือข่ายของอะตอมที่เชื่อมโยงกันนั้นทำให้พลาสติกน้ำหนักเบาเหล่านี้แข็งแรงพอที่จะทนต่อแรงกระแทก พวกเขายังเป็นฉนวนที่ดีสำหรับความร้อนและไฟฟ้า

“ส่วนประกอบพลาสติกส่วนใหญ่ในเครื่องบินเป็นวัสดุเทอร์โมเซ็ต” Ica Manas-Zloczower กล่าว เธอเป็นวิศวกรเคมีที่ Case Western Reserve University ในคลีฟแลนด์ โอไฮโอ “คุณมีเทอร์โมเซ็ตในรถยนต์ คุณมีเทอร์โมเซ็ตในอาคาร” ใช้กันอย่างแพร่หลาย พลาสติกเหล่านี้ปรากฏในผลิตภัณฑ์ตั้งแต่โทรศัพท์มือถือไปจนถึงใบพัดกังหันลม

การเชื่อมขวางแบบถาวรทำให้พลาสติกเหล่านี้ไม่สามารถหลอมและเปลี่ยนรูปร่างได้ แต่นั่นอาจมีการเปลี่ยนแปลงในไม่ช้า

vitrimers เป็นวิธีแก้ปัญหาหรือไม่?

ประมาณ 10 ปีที่แล้ว นักวิจัยในฝรั่งเศสพัฒนาพลาสติกที่มี crosslink ที่ปล่อยออกได้ พวกเขารู้จักกันในชื่อ vitrimers [VIH-trih-murs] ลองนึกถึงการเต้นรำพื้นบ้านที่ผู้คนเปลี่ยนคู่หูกัน Manas-Zloczower กล่าว ที่นี่กลุ่มของอะตอมกล่าวคำอำลากับพันธมิตรของพวกเขาเนื่องจากการเชื่อมโยงข้ามของพวกเขาแยกออกจากกัน จากนั้นกลุ่มจะจับคู่กันเพื่อเชื่อมโยงข้ามกับพันธมิตรใหม่

ปีที่แล้ว Manas-Zloczower และ Liang Yue ที่ Case Western ก็เป็นส่วนหนึ่งของทีมที่พัฒนากระบวนการในการแปลงพลาสติกเทอร์โมเซตเป็น vitrimers ดังกล่าว ตอนนี้กลุ่มนี้ได้ปรับปรุงกระบวนการให้ดียิ่งขึ้นไปอีก พลาสติกที่ทำด้วยวิธีนี้สามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้ครั้งแล้วครั้งเล่า

ทีมงานได้รวมพลาสติกเทอร์โมเซตหนึ่งชนิดเข้ากับสารประกอบที่มีสังกะสีเป็นส่วนประกอบเล็กน้อย พวกเขาเพิ่มส่วนผสมในโรงสีลูก นั่นคือเครื่องบดพลังงานสูงที่ใช้ลูกบอลที่ทำจากโลหะหรือวัสดุที่ทนทานอื่นๆ พลังงานกลของโรงสีลูกชิ้นจะเปลี่ยนพลาสติกให้เป็นผงละเอียด กระบวนการนี้ยังสร้างอนุมูล – โมเลกุลที่มีอิเล็กตรอนภายนอกที่ไม่มีการจับคู่ตั้งแต่หนึ่งตัวขึ้นไป

“สารอนุมูลอิสระมีปฏิกิริยาตอบสนองมาก” Yue กล่าว ในการผสม อนุมูลทำปฏิกิริยากับโมเลกุลอื่นๆ เพื่อเปลี่ยนพันธะเคมีที่เชื่อมขวางเป็นพันธะเคมีที่ไม่ถาวรที่พบในกรดกำมะถัน ผงนี้สามารถกดลงในแม่พิมพ์ที่ให้ความร้อนเพื่อสร้างรูปร่างใหม่ได้ ต่อมา พลาสติกชนิดใหม่สามารถให้ความร้อนและขึ้นรูปอีกครั้ง โดยไม่ต้องเพิ่มวัสดุสังกะสีอีก

ด้วยวิธีนี้ เขาตั้งข้อสังเกตว่า พลาสติกเหล่านี้ “สามารถนำกลับมาแปรรูปซ้ำแล้วซ้ำอีก”

วิธีการที่คล้ายกันนี้สามารถใช้ได้กับพลาสติกเทอร์โมเซ็ตประเภทอื่นๆ เช่นกัน Manas-Zloczower กล่าว สิ่งเหล่านี้อาจอาศัยสารเคมีอื่นที่ไม่ใช่สารประกอบสังกะสี พลาสติกที่มีกรดกำมะถันบางชนิดอาจทำงานได้ดีกว่าเทอร์โมเซ็ตดั้งเดิมสำหรับการใช้งานบางอย่าง คนอื่นอาจทำงานได้ดีน้อยลง ตัวอย่างเช่น เราอาจทนต่อแรงที่มากกว่าก่อนที่จะแตกหัก — แต่มีความยืดหยุ่นน้อยกว่า

ทีมงานกำลังมองหาพันธมิตรทางธุรกิจเพื่อช่วยให้กลุ่มขยายกระบวนการใหม่ Yue ตั้งข้อสังเกตว่าจำเป็นต้องมีการวิจัยเพิ่มเติมเกี่ยวกับผลกระทบที่เป็นไปได้จากสารเติมแต่งต่างๆ ในพลาสติกเหล่านี้ กลุ่มของเขาบรรยายถึงพลาสติกที่สามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้ใน ACS Macro Letters เมื่อวันที่ 16 มิถุนายน

Tanja Junkers กล่าวว่า “แนวคิดในการแปลงเทอร์โมเซ็ตที่มีอยู่ให้เป็นกรดกำมะถันเป็นสิ่งที่น่าสนใจมาก เธอเป็นนักเคมีโพลีเมอร์ที่มหาวิทยาลัย Monash ในเมืองเคลย์ตัน ประเทศออสเตรเลีย แม้ว่าจะเป็นกระบวนการใหม่ แต่ก็สามารถนำไปใช้กับของเสียโพลีเมอร์ที่ผลิตขึ้นเมื่อนานมาแล้ว เธออธิบาย แต่ก่อนอื่น การประเมินอย่างเต็มรูปแบบของเทคนิคนี้และพลาสติกชนิดใหม่จะต้องได้รับการทดสอบอย่างสมบูรณ์ เธอกล่าว

วิธีการของทีม “ค่อนข้างง่าย” เมื่อเทียบกับวิธีการบางอย่าง Junkers กล่าวเสริม “แต่ความเรียบง่ายนั้นทำให้สามารถนำไปใช้ในโลกแห่งความเป็นจริงได้”

วัวฝึกไม่เต็มเต็งสามารถช่วยลดมลพิษได้

ฝูงวัวเล็กๆ ในเยอรมนีได้เรียนรู้เคล็ดลับที่น่าประทับใจ ควายใช้พื้นที่เล็กๆ ล้อมรั้วด้วยพื้นหญ้าเทียมเป็นห้องน้ำ

ทักษะการฝึกเข้าห้องน้ำของวัวไม่ได้มีไว้สำหรับการแสดงเท่านั้น การตั้งค่านี้ช่วยให้ฟาร์มจับและรักษาปัสสาวะของวัวได้อย่างง่ายดาย ซึ่งมักจะสร้างมลพิษในอากาศ ดิน และน้ำ ไนโตรเจนและส่วนประกอบอื่นๆ ของปัสสาวะนั้นสามารถนำมาใช้ทำปุ๋ยได้ นักวิจัยอธิบายแนวคิดนี้ทางออนไลน์ในวันที่ 13 กันยายนใน Current Biology

วัวโดยเฉลี่ยสามารถฉี่ได้หลายสิบลิตร (มากกว่า 5 แกลลอน) ต่อวัน และมีโคประมาณ 1 พันล้านตัวทั่วโลก นั่นเป็นจำนวนมากฉี่ ในโรงนา ปัสสาวะนั้นมักจะปนกับอุจจาระบนพื้น สิ่งนี้จะสร้างส่วนผสมที่ทำให้อากาศเหม็นด้วยแอมโมเนีย ในทุ่งหญ้า ฉี่สามารถไหลลงสู่แหล่งน้ำใกล้เคียงได้ ของเหลวยังสามารถปล่อยไนตรัสออกไซด์ ซึ่งเป็นก๊าซเรือนกระจกที่มีศักยภาพ

Lindsay Matthews เรียกตัวเองว่านักจิตวิทยาวัว “ผมมีความคิดอยู่เสมอ” เขากล่าว “เราจะให้สัตว์มาช่วยในการจัดการได้อย่างไร” เขาศึกษาพฤติกรรมสัตว์ที่มหาวิทยาลัยโอ๊คแลนด์ นั่นอยู่ในนิวซีแลนด์

Matthews เป็นส่วนหนึ่งของทีมในเยอรมนีที่พยายามฝึกลูกวัว 16 ตัวไม่เต็มเต็ง “ผมมั่นใจว่าเราทำได้” Matthews กล่าว วัว “ฉลาดกว่าที่คนให้เครดิตมาก”

ลูกวัวแต่ละตัวได้รับสิ่งที่ทีมเรียกว่า “การฝึก MooLoo” 45 นาทีต่อวัน ตอนแรกน่องถูกปิดไว้ในห้องน้ำ ทุกครั้งที่สัตว์ฉี่ ซึ่งช่วยให้น่องมีความเชื่อมโยงระหว่างการใช้ห้องน้ำกับการได้รับรางวัล ต่อมานักวิจัยได้วางลูกวัวไว้ในโถงทางเดินที่นำไปสู่แผงขายอาหาร เมื่อใดก็ตามที่สัตว์มาเยี่ยมห้องของวัวตัวน้อย พวกมันก็จะได้รับขนม เมื่อน่องฉี่ในโถงทางเดิน ทีมงานก็ฉีดน้ำให้พวกมัน

“เรามีลูกโค 11 ตัวจากทั้งหมด 16 ตัว [ฝึกกระโถน] ภายใน 10 วัน” Matthews กล่าว วัวที่เหลือ “ก็น่าจะฝึกได้เช่นกัน” เขากล่าวเสริม “ก็แค่ว่าเราไม่มีเวลาเพียงพอ”

Lindsay Whistance เป็นนักวิจัยด้านปศุสัตว์ที่ไม่ได้มีส่วนร่วมในการศึกษานี้ เธอทำงานที่ศูนย์วิจัยเกษตรอินทรีย์ในไซเรนเซสเตอร์ ประเทศอังกฤษ “ฉันไม่แปลกใจกับผลลัพธ์ที่ได้” Whistance กล่าว ด้วยการฝึกอบรมและแรงจูงใจที่เหมาะสม “ฉันคาดหวังอย่างเต็มที่ให้วัวสามารถเรียนรู้งานนี้ได้” แต่มันอาจใช้ไม่ได้กับการฝึกโคไม่เต็มเต็งในปริมาณมาก เธอกล่าว

เพื่อให้การฝึกอบรม MooLoo แพร่หลาย “ต้องเป็นไปโดยอัตโนมัติ” Matthews กล่าว นั่นคือเครื่องจักรแทนที่จะเป็นคนจะต้องตรวจจับและให้รางวัลกับการถ่ายปัสสาวะของวัว เครื่องจักรเหล่านั้นยังห่างไกลจากความเป็นจริง แต่แมทธิวส์และเพื่อนร่วมงานของเขาหวังว่าพวกเขาจะมีผลกระทบอย่างมาก ทีมนักวิจัยอีกทีมหนึ่งได้คำนวณผลกระทบที่อาจเกิดขึ้นจากการฝึกไม่เต็มเต็งของวัว ถ้า 80 เปอร์เซ็นต์ของปัสสาวะวัวเข้าไปในส้วม พวกเขาประเมินว่า การปล่อยแอมโมเนียจากฉี่ของวัวจะลดลงครึ่งหนึ่ง

“การปล่อยแอมโมเนียเป็นกุญแจสู่ประโยชน์ต่อสิ่งแวดล้อมอย่างแท้จริง” เจสัน ฮิลล์อธิบาย เขาเป็นวิศวกรระบบชีวภาพที่ไม่ได้มีส่วนร่วมในการฝึกอบรม MooLoo เขาทำงานที่มหาวิทยาลัยมินนิโซตาในเซนต์ปอล “แอมโมเนียจากวัวควายเป็นปัจจัยสำคัญที่ทำให้สุขภาพของมนุษย์ลดลง” เขากล่าว

วัวฝึกไม่เต็มเต็งอาจไม่เพียงแต่เป็นประโยชน์ต่อผู้คนเท่านั้น นอกจากนี้ยังทำให้ฟาร์มสะอาดขึ้น และสะดวกสบายมากขึ้นสำหรับวัวที่จะอยู่อาศัย นอกจากนั้น มันน่าประทับใจมาก

สามารถอัพเดตข่าวสารเรื่องราวต่างๆได้ที่ sinemagija.com