Heidelbergi keemik võitis Karl Freudenbergi auhinna taaskasutusinnovatsiooni eest!

Heidelbergi keemik võitis Karl Freudenbergi auhinna taaskasutusinnovatsiooni eest!

25. mail 2025 andis Heidelbergi Teaduste Akadeemia (HAdW) välja maineka Karl Freudenbergi auhinna keemik Maximilian Baurile. See au tunnustab tema väitekirja säästva polüetüleeni tootmisest Konstanzi ülikoolis. Baur pälvis au uuendusliku uurimistöö eest, mis käsitleb polümeeriahelates etteantud murdepunktide sihipärast loomist ilma materjali omadusi kahjustamata.

Selle töö põhieesmärk on parandada polüetüleenmaterjalide taaskasutatavust. Baur selgitas, et integreeris ketorühmad polüetüleeni, mis lagundatakse UV-kiirguse toimel, et luua sihipäraseid murdepunkte. See võib anda otsustava panuse plastijäätmete vähendamisesse.

Uuenduslikud lähenemisviisid säästvale plastile

Soovitud omaduste saavutamiseks kasutas Baur neutraalseid nikkelkatalüsaatoreid koos [P,O]-fosfinofenolaatligandidega. Need meetodid viisid suure molekulmassiga keto-modifitseeritud polüetüleenide tootmiseni, mida tuntakse keto-PE nime all. Tulemused on paljulubavad: need materjalid säilitavad tavapärase polüetüleeni omadused ja on samal ajal UV-kiirguse mõjul lagunevad.

Uuring viidi läbi ERC Advanced Grant rahastatud projekti “DEEPCAT: Degradable Polyolefin Materials Enabled by Catalytic Methods” raames Stefan Meckingi eestvedamisel. Maxmiliam Baur, kes lõpetas doktorikraadi juunis 2024, juhib nüüd järeldoktorantuuri California Santa Barbara ülikoolis, kus ta tegeleb plasti ümbertöötlemise heterogeense katalüüsiga.

Karl Freudenbergi auhinnaga, mida antakse välja igal aastal alates 1986. aastast ja millele antakse 10 000 eurot, tunnustatakse silmapaistvat teadustööd loodusteadustes, eriti keemias ja bioloogias. See auhind rõhutab Bauri teadustöö tähtsust valdkonnas, mis muutub üha aktuaalsemaks.

Polüetüleeni ringlussevõtu väljakutsed

Ringlussevõtutehnoloogiate kontekstis mängivad polüetüleen (PE) ja polüpropüleen (PP) keskset rolli, kuna need on maailmas kõige sagedamini kasutatavad plastid. Teadlased on hiljuti välja töötanud uue polüetüleeni ringlussevõtu protsessi, mis muudab polüetüleeni propüleeniks. Seda propüleeni saab kasutada toorainena polüpropüleeni tootmiseks, mis on mitmekülgsem ja hõlpsamini taaskasutatav.

Polüetüleen moodustab umbes kolmandiku ülemaailmsest plastitoodangust, kuid ainult umbes 14 protsenti sellest võetakse ringlusse. Praegune ringlussevõtt põhjustab sageli kehvema kvaliteediga polümeerisegusid, kusjuures polüetüleeni inertsus on oluliseks takistuseks. Berkeley California ülikooli John Hartwigi juhitud uurimisrühm on leidnud uuendusliku lahenduse, mis võib oluliselt tõsta ringlussevõtu efektiivsust.

See meetod hõlmab vesinikuaatomite jagamist spetsiaalsete katalüsaatorite abil, luues süsiniku kaksiksideme, mis suurendavad reaktsioonivõimet. Laboratoorsetes katsetes suutis meeskond muuta üle 80 protsendi polüetüleenist propüleeniks, mis võib potentsiaalselt vähendada vajadust polüpropüleeni tootmiseks põlevkivigaasi järele.

Kuigi need protsessid on ärilisest kasutamisest veel kaugel, on teadlased optimistlikud. Meetodid ühilduvad olemasolevate tööstusreaktsioonidega ja võivad anda otsustava panuse plastijäätmete vähendamisesse. Arvestades jäätmekäitlusega seotud väljakutseid, on nende uute protsesside tõhusus ja mastaapsus üliolulised.

Arengud polüetüleeni ja polüpropüleeni keemilise ringlussevõtu vallas näitavad, et selle valdkonna teadusuuringud teevad paljulubavaid edusamme, mis võivad jäädavalt muuta plasti tulevast kasutust. Võtmerolli võib mängida selliste teadlaste nagu Maximilian Baur uuenduste sünergia.