محصول نهایی این فرایند، اسیدهای آلی زنجیره کوتاهی است که در صنایع مختلف، از تولید دارو و افزودنیهای غذایی گرفته تا ساخت پلاستیکهای زیستتخریبپذیر، کاربرد دارند. این فناوری میتواند یکی از موانع اصلی بازیافت شیمیایی پلاستیک، یعنی هزینه و پیچیدگی استفاده از کاتالیزورها را برطرف کند و راه را برای توسعه روشهای سادهتر و کمهزینهتر هموار سازد.
گروه پژوهشی به سرپرستی یونگ وانگ از دانشگاه ژجیانگ در هانگژو چین با همکاری شیمیدانان دانشگاه کاردیف، از ویژگیهای منحصربهفرد قطرات کوچک آب استفاده کردند. هنگامی که آب به شکل قطرات ریز درمیآید، میدانهای الکتریکی بسیار قدرتمندی شکل میگیرد. پژوهشگران معتقدند این میدانها میتوانند الکترونها را از مولکولهای آب جدا کنند و رادیکالهای هیدروکسیل ایجاد میکنند؛ گونههایی بسیار واکنشپذیر که قادرند پیوندهای شیمیایی مقاوم را بشکنند.
در این روش، پلیاتیلن ابتدا تا دمای ذوب گرم میشود و سپس با شدت زیادی در آب هم زده میشود. در نتیجه، پلاستیک مذاب به قطرات روغنی بسیار کوچکی با قطر چند میکرومتر تبدیل میشود که در آب پراکنده هستند. مخلوط حاصل در هنگام انجام واکنش ظاهری کدر دارد، اما پس از سرد شدن دوباره شفاف میشود.
واکنش اصلی در مرز میان قطرات پلاستیکی و آب اتفاق میافتد که رادیکالهای واکنشپذیر شکل میگیرند و زنجیرههای بلند پلیمر را به تدریج به قطعات کوچکتر تقسیم میکنند تا در نهایت اسیدهای آلی سادهتر به وجود آیند. این فرایند از آن جهت اهمیت دارد که پلیاتیلن یکی از مقاومترین مواد پلیمری است و تجزیه شیمیایی آن معمولا به انرژی یا مواد شیمیایی ویژه نیاز دارد.
شواهد آزمایشگاهی نیز نشان دادند که آب در این واکنش تنها نقش یک محیط یا حلال را ندارد، بلکه بهطور مستقیم در فرایند شیمیایی مشارکت میکند. یکی از مهمترین شواهد، آزمایشی بود که در آن آب معمولی با آب سنگین جایگزین شد. در این شرایط، سرعت واکنش تقریبا هفت برابر کاهش یافت که نقش مستقیم آب در واکنش را تایید میکند.
پژوهشگران برای بررسی بیشتر این موضوع، آزمایش دیگری با استفاده از آبی انجام دادند که حاوی نوع سنگینتری از اکسیژن بود. با ردیابی این اکسیژن مشخص شد بخش عمده آن در نهایت وارد محصولات اسیدی شده است که نشان میدهد، اکسیژن موجود …
