Химик от Хайделберг печели наградата Карл Фройденберг за иновация в рециклирането!

Химик от Хайделберг печели наградата Карл Фройденберг за иновация в рециклирането!

На 25 май 2025 г. известната награда „Карл Фройденберг“ беше присъдена от Хайделбергската академия на науките (HAdW) на химика Максимилиан Баур. Тази чест е признание за дисертацията му върху производството на устойчив полиетилен в университета в Констанц. Баур беше отличен за иновативните си изследвания, които се занимават с целенасоченото създаване на предварително определени точки на скъсване в полимерните вериги, без да се компрометират свойствата на материала.

Основната цел на тази работа е да се подобри рециклируемостта на полиетиленовите материали. Баур обясни, че е интегрирал кето групи в полиетилен, които се разграждат от UV радиация, за да създадат целеви точки на счупване. Това може да има решаващ принос за намаляване на пластмасовите отпадъци.

Иновативни подходи към устойчива пластмаса

За да постигне желаните свойства, Baur използва неутрални никелови катализатори с [P,O]-фосфинофенолатни лиганди. Тези методи доведоха до производството на кето-модифицирани полиетилени с високо молекулно тегло, известни като кето-РЕ. Резултатите са обещаващи: Тези материали запазват свойствата на конвенционалния полиетилен и в същото време са разградими под UV радиация.

Изследването е проведено като част от финансиран от ERC Advanced Grant проект „DEEPCAT: Разградими полиолефинови материали, активирани чрез каталитични методи“ под ръководството на Стефан Мекинг. Максмилиам Баур, който завърши докторската си степен през юни 2024 г., сега ръководи постдокторантска позиция в Калифорнийския университет в Санта Барбара, където работи върху хетерогенна катализа за преработка на пластмаса.

Наградата „Карл Фройденберг“, която се присъжда ежегодно от 1986 г. насам и е наградена с 10 000 евро, отличава изключителна научна работа в естествените науки, особено в химията и биологията. Тази награда подчертава значението на изследванията на Baur в област, която става все по-актуална.

Предизвикателства при рециклирането на полиетилен

В контекста на технологиите за рециклиране полиетиленът (PE) и полипропиленът (PP) играят централна роля, тъй като те са най-често използваните пластмаси в световен мащаб. Учените наскоро разработиха нов процес за рециклиране на полиетилен, който превръща полиетилена в пропилен. Този пропилен може да се използва като суровина за производството на полипропилен, който е по-универсален и по-лесен за рециклиране.

Полиетиленът представлява около една трета от световното производство на пластмаса, но само около 14 процента от него се рециклират. Сегашното рециклиране често води до по-лоши полимерни смеси, като инертността на полиетилена представлява значителна пречка. Изследователски екип, ръководен от Джон Хартуиг от Калифорнийския университет в Бъркли, намери иновативно решение, което може значително да увеличи ефективността на рециклирането.

Този метод включва разделяне на водородни атоми с помощта на специални катализатори, създаване на въглеродни двойни връзки, които увеличават реактивността. При лабораторни тестове екипът успя да превърне над 80 процента от полиетилена в пропилен, което потенциално може да намали нуждата от шистов газ за производството на полипропилен.

Въпреки че тези процеси все още са далеч от комерсиална употреба, изследователите са оптимисти. Методите са съвместими със съществуващите промишлени реакции и биха могли да имат решаващ принос за намаляване на пластмасовите отпадъци. Като се имат предвид предизвикателствата на управлението на отпадъците, ефективността и мащабируемостта на тези нови процеси са от решаващо значение.

Развитието в областта на химическото рециклиране на полиетилен и полипропилен показва, че изследванията в тази област отбелязват обещаващ напредък, който може да промени трайно бъдещото използване на пластмаси. Синергията от иновации от учени като Максимилиан Баур може да изиграе ключова роля.