Heidelbergin kemisti voitti Karl Freudenberg -palkinnon kierrätysinnovaatiosta!

Heidelbergin kemisti voitti Karl Freudenberg -palkinnon kierrätysinnovaatiosta!

Heidelbergin tiedeakatemia (HAdW) myönsi 25. toukokuuta 2025 kuuluisan Karl Freudenberg -palkinnon kemisti Maximilian Baurille. Tämä kunnianosoitus on tunnustus hänen väitöskirjalleen kestävän polyeteenin tuotannosta Konstanzin yliopistossa. Baur sai kunnian innovatiivisesta tutkimuksestaan, joka käsittelee ennalta määrättyjen murtumiskohtien kohdennettua luomista polymeeriketjuihin materiaaliominaisuuksista tinkimättä.

Tämän työn päätavoitteena on parantaa polyeteenimateriaalien kierrätettävyyttä. Baur selitti, että hän integroi ketoryhmiä polyeteeniin, jotka hajotetaan UV-säteilyn vaikutuksesta kohdennettujen murtumispisteiden luomiseksi. Tämä voisi vaikuttaa ratkaisevasti muovijätteen vähentämiseen.

Innovatiivisia lähestymistapoja kestäviin muoviin

Haluttujen ominaisuuksien saavuttamiseksi Baur käytti neutraaleja nikkelikatalyyttejä, joissa oli [P,O]-fosfinofenolaattiligandeja. Nämä menetelmät johtivat suuren molekyylipainon omaavien ketomodifioitujen polyeteenien tuotantoon, jotka tunnetaan nimellä keto-PE. Tulokset ovat lupaavia: Nämä materiaalit säilyttävät tavanomaisen polyeteenin ominaisuudet ja ovat samalla hajoavia UV-säteilyn vaikutuksesta.

Tutkimus tehtiin osana ERC Advanced Grant -rahoitteista projektia "DEEPCAT: Degradable Polyolefin Materials Enabled by Catalytic Methods" Stefan Meckingin johdolla. Kesäkuussa 2024 tohtorintutkinnon suorittanut Maximiliam Baur johtaa nyt tohtorintutkintoa Kalifornian yliopistossa Santa Barbarassa, jossa hän työskentelee muovin kierrätyksen heterogeenisen katalyysin parissa.

Vuodesta 1986 lähtien vuosittain jaetulla ja 10 000 euron arvoisella Karl Freudenberg -palkinnolla palkitaan luonnontieteiden, erityisesti kemian ja biologian, tieteellistä työtä. Tämä palkinto korostaa Baurin tutkimuksen merkitystä alalla, jonka merkitys on tulossa yhä tärkeämmäksi.

Polyeteenin kierrätyksen haasteita

Kierrätysteknologioissa polyeteenillä (PE) ja polypropeenilla (PP) on keskeinen rooli, koska ne ovat maailmanlaajuisesti yleisimmin käytettyjä muoveja. Tiedemiehet ovat äskettäin kehittäneet uuden prosessin polyeteenin kierrättämiseksi, joka muuttaa polyeteenin propeeniksi. Tätä propeenia voidaan käyttää raaka-aineena polypropeenin valmistukseen, joka on monipuolisempi ja helpompi kierrättää.

Polyeteenin osuus maailman muovituotannosta on noin kolmannes, mutta vain noin 14 prosenttia siitä kierrätetään. Nykyinen kierrätys johtaa usein huonompiin polymeeriseoksiin, jolloin polyeteenin inertti on merkittävä este. John Hartwigin johtama tutkimusryhmä Kalifornian yliopistosta Berkeleystä on löytänyt innovatiivisen ratkaisun, joka voi merkittävästi lisätä kierrätyksen tehokkuutta.

Tämä menetelmä sisältää vetyatomien jakamisen erityisillä katalyyteillä, jolloin syntyy hiilikaksoissidoksia, jotka lisäävät reaktiivisuutta. Laboratoriokokeissa tiimi pystyi muuttamaan yli 80 prosenttia polyeteenistä propeeniksi, mikä voisi mahdollisesti vähentää liuskekaasun tarvetta polypropeenin tuotannossa.

Vaikka nämä prosessit ovat vielä kaukana kaupallisesta käytöstä, tutkijat ovat optimistisia. Menetelmät ovat yhteensopivia olemassa olevien teollisten reaktioiden kanssa ja voivat vaikuttaa ratkaisevasti muovijätteen vähentämiseen. Jätehuollon haasteet huomioon ottaen näiden uusien prosessien tehokkuus ja skaalautuvuus ovat ratkaisevan tärkeitä.

Kehitys polyeteenin ja polypropeenin kemiallisen kierrätyksen alalla osoittaa, että tämän alan tutkimus on edistynyt lupaavasti, mikä voi pysyvästi muuttaa muovin tulevaa käyttöä. Maximilian Baurin kaltaisten tiedemiesten innovaatioiden synergia voi olla avainasemassa.