Tái chế là một phần quan trọng trong giải pháp của nhân loại đối với vấn đề rác thải nhựa toàn cầu. Phần lớn nguy cơ của các loại rác thải đến nhựa và sản phẩm nhựa.
Tuy nhiên, các nhà khoa học cũng đang khám phá các phương pháp thay thế để khuyến khích sử dụng chất thải làm tài nguyên. Điều này bao gồm tái chế, chuyển đổi vật liệu phế thải thành các hợp chất và sản phẩm hoàn toàn mới có thể có giá trị hơn các vật liệu được sử dụng để tạo ra chúng.
Một nhóm các nhà nghiên cứu từ Đại học Thủ đô Tokyo do Phó Giáo sư Hiroki Miura dẫn đầu đã nghiên cứu về việc chuyển đổi nhựa và sinh khối thành organosilan, các phân tử hữu cơ có gắn một nguyên tử silicon để tạo thành liên kết carbon-silicon.
Organosilan là vật liệu có giá trị trong lớp phủ hiệu suất cao và chất trung gian trong sản xuất dược phẩm và hóa chất nông nghiệp.
Tuy nhiên, việc bổ sung nguyên tử silicon thường liên quan đến các loại thuốc thử nhạy cảm với không khí và độ ẩm, đồng thời cần nhiệt độ cao cùng các điều kiện khắc nghiệt. Điều này có khả năng làm cho chính quá trình chuyển đổi trở thành gánh nặng cho môi trường.
Giờ đây, nhóm nghiên cứu đã áp dụng một vật liệu xúc tác lai bao gồm các hạt nano vàng được hỗ trợ trên chất hỗ trợ oxit zirconium.
Chất xúc tác lấy các nhóm ete và este (cả hai đều có nhiều trong nhựa như polyester) và các hợp chất sinh khối như xenlulô và giúp chúng phản ứng với một hợp chất chứa silic được gọi là disilan.
Thông qua các nghiên cứu chi tiết về cơ chế này, nhóm nghiên cứu đã phát hiện ra rằng sự kết hợp giữa các hạt nano vàng và tính chất lưỡng tính (cả bazơ và axit) của chất hỗ trợ chịu trách nhiệm cho việc chuyển đổi nguyên liệu thô hiệu quả, năng suất cao trong điều kiện ôn hòa.
Do việc xử lý chất thải nhựa thường đòi hỏi quá trình đốt cháy hoặc các điều kiện có tính axit/bazơ khắc nghiệt, nên bản thân quy trình này đã cung cấp một lộ trình dễ dàng để phân hủy các polyeste trong các điều kiện ít khắt khe hơn.
Tuy nhiên, điểm mấu chốt ở đây là các sản phẩm của phản ứng là những hợp chất có giá trị, sẵn sàng để được sử dụng cho các ứng dụng mới. Nhóm nghiên cứu hy vọng rằng công nghệ sản xuất organosilane này là một phần trong lộ trình hướng tới một tương lai không có carbon, nơi rác thải nhựa không bị đẩy ra môi trường mà trở thành những sản phẩm hữu ích hơn trong xã hội.
