Ο χημικός της Χαϊδελβέργης κερδίζει το βραβείο Karl Freudenberg για την καινοτομία στην ανακύκλωση!

Ο χημικός της Χαϊδελβέργης κερδίζει το βραβείο Karl Freudenberg για την καινοτομία στην ανακύκλωση!

Στις 25 Μαΐου 2025, το περίφημο Βραβείο Karl Freudenberg απονεμήθηκε από την Ακαδημία Επιστημών της Χαϊδελβέργης (HAdW) στον χημικό Maximilian Baur. Η διάκριση αυτή αναγνωρίζει τη διατριβή του για την παραγωγή βιώσιμου πολυαιθυλενίου στο Πανεπιστήμιο της Konstanz. Ο Baur τιμήθηκε για την καινοτόμο έρευνά του, η οποία ασχολείται με τη στοχευμένη δημιουργία προκαθορισμένων σημείων θραύσης σε πολυμερείς αλυσίδες χωρίς να διακυβεύονται οι ιδιότητες του υλικού.

Ο κύριος στόχος αυτής της εργασίας είναι η βελτίωση της ανακυκλωσιμότητας των υλικών πολυαιθυλενίου. Ο Baur εξήγησε ότι ενσωμάτωσε ομάδες κετο στο πολυαιθυλένιο, οι οποίες διασπώνται από την υπεριώδη ακτινοβολία για να δημιουργήσουν στοχευμένα σημεία θραύσης. Αυτό θα μπορούσε να συμβάλει αποφασιστικά στη μείωση των πλαστικών απορριμμάτων.

Καινοτόμες προσεγγίσεις για βιώσιμα πλαστικά

Για να επιτύχει τις επιθυμητές ιδιότητες, ο Baur χρησιμοποίησε καταλύτες ουδέτερου νικελίου με [P,O]-φωσφινοφαινολικούς συνδέτες. Αυτές οι μέθοδοι οδήγησαν στην παραγωγή κετο-τροποποιημένων πολυαιθυλενίων υψηλού μοριακού βάρους γνωστών ως κετο-ΡΕ. Τα αποτελέσματα είναι ελπιδοφόρα: Αυτά τα υλικά διατηρούν τις ιδιότητες του συμβατικού πολυαιθυλενίου και ταυτόχρονα είναι αποικοδομήσιμα υπό την υπεριώδη ακτινοβολία.

Η έρευνα διεξήχθη ως μέρος του έργου που χρηματοδοτείται από το ERC Advanced Grant «DEEPCAT: Degradable Polyolefin Materials Enabled by Catalytic Methods» υπό την ηγεσία του Stefan Mecking. Ο Maxmiliam Baur, ο οποίος ολοκλήρωσε το διδακτορικό του τον Ιούνιο του 2024, ηγείται τώρα μεταδιδακτορικής θέσης στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια Santa Barbara, όπου εργάζεται για την ετερογενή κατάλυση για την ανακύκλωση πλαστικών.

Το βραβείο Karl Freudenberg, το οποίο απονέμεται κάθε χρόνο από το 1986 και είναι προικισμένο με 10.000 ευρώ, τιμά το εξαιρετικό επιστημονικό έργο στις φυσικές επιστήμες, ιδιαίτερα στη χημεία και τη βιολογία. Αυτό το βραβείο υπογραμμίζει τη σημασία της έρευνας του Baur σε έναν τομέα που γίνεται όλο και πιο επίκαιρος.

Προκλήσεις της ανακύκλωσης πολυαιθυλενίου

Στο πλαίσιο των τεχνολογιών ανακύκλωσης, το πολυαιθυλένιο (PE) και το πολυπροπυλένιο (PP) διαδραματίζουν κεντρικό ρόλο καθώς είναι τα πιο συχνά χρησιμοποιούμενα πλαστικά παγκοσμίως. Οι επιστήμονες ανέπτυξαν πρόσφατα μια νέα διαδικασία για την ανακύκλωση πολυαιθυλενίου που μετατρέπει το πολυαιθυλένιο σε προπυλένιο. Αυτό το προπυλένιο μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως πρώτη ύλη για την παραγωγή πολυπροπυλενίου, το οποίο είναι πιο ευέλικτο και πιο εύκολο στην ανακύκλωση.

Το πολυαιθυλένιο αντιπροσωπεύει περίπου το ένα τρίτο της παγκόσμιας παραγωγής πλαστικού, αλλά μόνο το 14% περίπου του ανακυκλώνεται. Η τρέχουσα ανακύκλωση οδηγεί συχνά σε κατώτερα μείγματα πολυμερών, με την αδράνεια του πολυαιθυλενίου να αποτελεί σημαντικό εμπόδιο. Μια ερευνητική ομάδα με επικεφαλής τον John Hartwig του Πανεπιστημίου της Καλιφόρνια στο Μπέρκλεϋ βρήκε μια καινοτόμο λύση που θα μπορούσε να αυξήσει σημαντικά την αποτελεσματικότητα της ανακύκλωσης.

Αυτή η μέθοδος περιλαμβάνει τη διάσπαση των ατόμων υδρογόνου χρησιμοποιώντας ειδικούς καταλύτες, δημιουργώντας διπλούς δεσμούς άνθρακα που αυξάνουν την αντιδραστικότητα. Σε εργαστηριακές δοκιμές, η ομάδα κατάφερε να μετατρέψει πάνω από το 80 τοις εκατό του πολυαιθυλενίου σε προπυλένιο, το οποίο θα μπορούσε ενδεχομένως να μειώσει την ανάγκη για αέριο σχιστόλιθου για την παραγωγή πολυπροπυλενίου.

Αν και αυτές οι διαδικασίες απέχουν ακόμη πολύ από την εμπορική χρήση, οι ερευνητές είναι αισιόδοξοι. Οι μέθοδοι είναι συμβατές με τις υπάρχουσες βιομηχανικές αντιδράσεις και θα μπορούσαν να συμβάλουν αποφασιστικά στη μείωση των πλαστικών απορριμμάτων. Δεδομένων των προκλήσεων της διαχείρισης αποβλήτων, η αποτελεσματικότητα και η επεκτασιμότητα αυτών των νέων διαδικασιών είναι ζωτικής σημασίας.

Οι εξελίξεις στον τομέα της χημικής ανακύκλωσης πολυαιθυλενίου και πολυπροπυλενίου δείχνουν ότι η έρευνα στον τομέα αυτό σημειώνει πολλά υποσχόμενη πρόοδο που θα μπορούσε να αλλάξει οριστικά τη μελλοντική χρήση των πλαστικών. Η συνέργεια καινοτομιών από επιστήμονες όπως ο Maximilian Baur θα μπορούσε να παίξει βασικό ρόλο.