Sonsuz Ark/ Evrensel Çerçeveye Yolculuk
"Kopenhag Üniversitesi'nden kimyagerler, hartshorn tuzu kullanarak polyesteri geri dönüştürmek için yeşil bir yöntem geliştirerek tekstil geri dönüşümünde bir çığır açtılar."
Salt and “Baking” – Simple Combination Solves a Serious Environmental Problem
Polyester, dünyanın en çok kullanılan ikinci tekstili olmasına rağmen, özellikle büyük bir kısmı asla geri dönüştürülemediği için çevresel bir tehdittir. Plastik ve pamuk karışımı olan bu kumaşın endüstride ayrıştırılması ve dolayısıyla geri dönüştürülmesi oldukça zor. Ancak Kopenhag Üniversitesi'nden bir grup genç kimyager, evdeki tek bir malzemeyi kullanarak yeşil ve şaşırtıcı derecede basit bir çözüm buldu.
Kopenhag Üniversitesi'nden kimyagerler, hartshorn tuzu kullanarak polyesteri geri dönüştürmek için yeşil bir yöntem geliştirerek tekstil geri dönüşümünde bir çığır açtılar. Yukarıda polyester kumaştan depolimerize edilmiş plastik görülüyor. Kaynak: Bettina Illemann Larsen/Kopenhag Üniversitesi
Kıyafetlerden kanepelere ve perdelere kadar polyester günlük hayatımıza hükmediyor ve bu popüler kumaştan yılda 60 milyon ton gibi şaşırtıcı bir miktar üretiliyor. Ancak polyester üretimi iklime ve çevreye zarar veriyor, çünkü sadece %15'i geri dönüştürülüyor, geri kalanı ise çöplüklere atılıyor veya yakılıyor ve daha fazla karbon emisyonundan sorumlu oluyor.
Polyesterin geri dönüşümü, özellikle karışım kumaşın yapıldığı plastik ve pamuk elyaflarının, işlem sırasında herhangi birini kaybetmeden ayrılması konusunda önemli bir zorluk teşkil etmektedir. Geleneksel geri dönüşüm yöntemleri genellikle plastik bileşenin korunmasına öncelik vererek pamuk liflerinin kaybına neden olur. Dahası, bu yöntemler maliyetli ve karmaşıktır ve sitotoksik olabilen ve süreci kirletebilen metal katalizörlerin kullanımı nedeniyle metal atık üretir.
Yang Yang, Jiwoong Lee ve Shriaya Sharma laboratuvarda. Kaynak: Bettina Illemann Larsen/Kopenhag Üniversitesi
Bir grup genç kimyager, bu acil soruna şaşırtıcı derecede basit bir çözüm getirerek tekstil endüstrisinin sürdürülebilirliğinde devrim yaratabilecek bir buluşa imza attı.
"Tekstil endüstrisi, polyester/pamuk gibi karışımlı kumaşları işlemek için acilen daha iyi bir çözüme ihtiyaç duyuyor. Şu anda, hem pamuğu hem de plastiği geri dönüştürebilen çok az pratik yöntem var; bu genellikle bir ya-ya da senaryosu. Ancak yeni keşfettiğimiz teknikle, inanılmaz derecede basit ve çevre dostu bir yaklaşım kullanarak polyesteri monomerlerine depolimerize edebilir ve aynı zamanda yüzlerce gramlık bir ölçekte pamuğu geri kazanabiliriz. Bu iz bırakmayan katalitik metodoloji oyunun kurallarını değiştirebilir," diye açıklıyor bilimsel araştırma makalesinin baş yazarı olarak görev yapan Kopenhag Üniversitesi Kimya Bölümü Jiwoong Lee grubundan postdoc Yang Yang.
Hartshorn tuzu ve 'fırında' 24 saat
Yeni yöntem özel bir ekipman gerektirmiyor - sadece ısı, toksik olmayan bir çözücü ve sıradan bir ev malzemesi.
"Örneğin, polyester bir elbiseyi alıp küçük parçalara ayırabilir ve bir kaba koyabiliriz. Ardından bir miktar hafif çözücü ve birçok kişinin unlu mamullerde kabartıcı olarak bildiği hartshorn tuzu ekliyoruz. Daha sonra hepsini 160 santigrat dereceye kadar ısıtıp 24 saat bekletiyoruz. Sonuç olarak plastik ve pamuk liflerinin farklı katmanlar halinde yerleştiği bir sıvı elde ediyoruz. Bu basit ve uygun maliyetli bir süreç" diye açıklıyor Kimya Bölümü'nde Jiwoong Lee grubunun doktora öğrencisi ve çalışmanın ortak yazarı Shriaya Sharma.
İşlemden sonra bozulmamış pamuk lifleri. Kaynak: Bettina Illemann Larsen/Kopenhag Üniversitesi
Bu süreçte, amonyum bikarbonat olarak da adlandırılan hartshorn tuzu amonyak, CO2 ve suya parçalanır. Amonyak ve CO2 kombinasyonu bir katalizör görevi görerek pamuk liflerini korurken polyesteri parçalayan seçici bir depolimerizasyon reaksiyonunu tetikler. Amonyak tek başına zehirli olsa da, CO2 ile birleştirildiğinde hem çevre dostu hem de kullanım için güvenli hale gelir. Kullanılan kimyasalların hafif olması nedeniyle pamuk lifleri bozulmadan ve mükemmel durumda kalır.
Daha önce aynı araştırma grubu CO2'nin, diğer şeylerin yanı sıra, herhangi bir iz bırakmadan naylonu parçalamak için bir katalizör görevi görebileceğini göstermişti. Bu keşif onlara hartshorn tuzunun kullanımını keşfetmeleri için ilham verdi. Bununla birlikte, araştırmacılar basit tariflerinin başarılı sonuçlar vermesiyle hoş bir sürpriz yaşadılar.
"İlk başta, sadece PET şişelerde bu kadar iyi çalıştığını görmek bizi heyecanlandırdı. Daha sonra polyester kumaş üzerinde de işe yaradığını keşfettiğimizde kendimizden geçtik. Bu tarif edilemez bir şeydi. Uygulamanın bu kadar basit olması neredeyse gerçek olamayacak kadar iyiydi," diyor doktora öğrencisi ve çalışmanın ortak yazarı Carlo Di Bernardo.
Polyester bir kumaş elbise küçük parçalara ayrılmış ve hartshorn tuzu ve hafif çözücü içeren bir kaba konmuştur. Kaynak: Bettina Illemann Larsen/Kopenhag Üniversitesi
Yöntem şimdiye kadar sadece laboratuvar düzeyinde test edilmiş olsa da, araştırmacılar yöntemin ölçeklenebilirliğine işaret ediyor ve şimdi yöntemi endüstriyel ölçekte test etmek için şirketlerle temas halindeler.
"Böylesine büyük bir potansiyel barındıran bu teknolojiyi ticarileştirmeyi umuyoruz. Bu bilgiyi üniversitenin duvarları ardında tutmak büyük bir israf olur," diye sözlerini tamamlıyor Yang Yang.
Shriaya Sharma ve Yang Yang yöntemi gösterirken. Kaynak: Bettina Illemann Larsen/Kopenhag Üniversitesi
Evcil hayvan ve polyester
PET, dünyada en yaygın kullanılan plastik türüdür. İçecek şişeleri olarak aşina olduğumuz PET'in üretimi yılda 70 milyon tona ulaşmakta ve her yıl artmaktadır. Küresel PET üretiminin üçte biri polyester ve diğer sentetik tekstillerin üretiminde kullanılmaktadır.
Atık üzerinde de çalışıyor
Hartshorn tuzuna (amonyum bikarbonat) dayalı yeni geri dönüşüm yöntemi, tek başına PET plastiğin yanı sıra PET ve pamuk karışımlı malzemeler üzerinde de çalışmaktadır.
"Kirli plastik atıkları bir konteynere atarsak, bundan yine de kaliteli pamuk ve plastik monomer elde ederiz. Bu, içinde hala meyve suyu kalıntısı olan plastik bir şişe bile olabilir. Sadece içine koyuyoruz ve reaksiyonu başlatıyoruz. Hâlâ işe yarıyor" diyor Shriaya Sharma.
COPENHAGEN ÜNİVERSİTESİ - FEN FAKÜLTESİ, 28 EKİM 2023, SciTechDaily
Mustafa Tamer, 03.01.2024, Sonsuz Ark, Çeviri, Bilim ve Teknoloji, Aklın Merdivenleri
Referans: "Katalitik Kumaş Geri Dönüşümü: Karışımlı PET'in Karbondioksit ve Amonyak ile Glikolizi", Yang Yang, Shriaya Sharma, Carlo Di Bernardo, Elisa Rossi, Rodrigo Lima, Fadhil S. Kamounah, Margarita Poderyte, Kasper Enemark-Rasmussen, Gianluca Ciancaleoni ve Ji-Woong Lee, 17 Temmuz 2023, ACS Sustainable Chemistry & Engineering.DOI: 10.1021/acssuschemeng.3c03114
- Sonsuz Ark'ta yayınlanan yazılardan yazarları sorumludur.
- Sonsuz Ark linki verilerek kısmen alıntı yapılabilir.
- Sonsuz Ark yayınları Sonsuz Ark manifestosuna aykırı yayın yapan sitelerde yayınlanamaz.
- Sonsuz Ark Yayınlarının Kullanımına İlişkin Önemli Duyuru için lütfen tıklayınız.