A heidelbergi kémikus elnyeri a Karl Freudenberg-díjat az újrahasznosítási innovációért!

A heidelbergi kémikus elnyeri a Karl Freudenberg-díjat az újrahasznosítási innovációért!

2025. május 25-én a neves Karl Freudenberg-díjat a Heidelbergi Tudományos Akadémia (HAdW) Maximilian Baur vegyésznek ítélte oda. Ezzel a kitüntetéssel a Konstanzi Egyetemen a fenntartható polietilén gyártásáról szóló disszertációját ismerik el. Baur elismerésben részesült innovatív kutatásáért, amely a polimer láncok előre meghatározott töréspontjainak célzott létrehozásával foglalkozik az anyagtulajdonságok veszélyeztetése nélkül.

A munka fő célja a polietilén anyagok újrahasznosíthatóságának javítása. Baur elmagyarázta, hogy ketocsoportokat integrált a polietilénbe, amelyeket az UV-sugárzás lebont, hogy célzott töréspontokat hozzon létre. Ez döntően hozzájárulhat a műanyaghulladék csökkentéséhez.

Innovatív megközelítések a fenntartható műanyagokhoz

A kívánt tulajdonságok elérése érdekében a Baur semleges nikkelkatalizátorokat használt [P,O]-foszfino-fenolát ligandumokkal. Ezek a módszerek a keto-PE néven ismert, nagy molekulatömegű keto-módosított polietilének előállításához vezettek. Az eredmények ígéretesek: ezek az anyagok megőrzik a hagyományos polietilén tulajdonságait, ugyanakkor UV sugárzás hatására lebomlanak.

A kutatást az ERC Advanced Grant által finanszírozott „DEEPCAT: Katalitikus módszerekkel lehetővé tett lebomló poliolefin anyagok” projekt részeként végezték Stefan Mecking vezetésével. Maxmiliam Baur, aki 2024 júniusában doktorált, jelenleg posztdoktori pozíciót vezet a University of California Santa Barbara-n, ahol a műanyag újrahasznosításának heterogén katalízisén dolgozik.

Az 1986 óta évente odaítélt, 10 000 eurós Karl Freudenberg-díj a természettudományok, különösen a kémia és a biológia területén végzett kiemelkedő tudományos munkásság elismerése. Ez a díj hangsúlyozza Baur kutatásának fontosságát egy egyre fontosabb területen.

A polietilén újrahasznosításának kihívásai

Az újrahasznosítási technológiák összefüggésében a polietilén (PE) és a polipropilén (PP) központi szerepet játszik, mivel ezek a leggyakrabban használt műanyagok világszerte. A tudósok a közelmúltban új eljárást fejlesztettek ki a polietilén újrahasznosítására, amely a polietilént propilénné alakítja. Ez a propilén nyersanyagként használható polipropilén előállításához, amely sokoldalúbb és könnyebben újrahasznosítható.

A polietilén a világ műanyagtermelésének körülbelül egyharmadát teszi ki, de ennek csak körülbelül 14 százalékát hasznosítják újra. A jelenlegi újrahasznosítás gyakran gyengébb polimer keverékeket eredményez, amelyekben a polietilén inertsége jelentős akadályt jelent. A John Hartwig, a Berkeley-i Kaliforniai Egyetem munkatársa által vezetett kutatócsoport olyan innovatív megoldást talált, amely jelentősen növelheti az újrahasznosítás hatékonyságát.

Ez a módszer magában foglalja a hidrogénatomok felosztását speciális katalizátorok segítségével, szén kettős kötéseket hozva létre, amelyek növelik a reakcióképességet. A laboratóriumi tesztek során a csapatnak sikerült a polietilén több mint 80 százalékát propilénné alakítani, ami potenciálisan csökkentheti a polipropiléngyártáshoz szükséges palagáz iránti igényt.

Bár ezek a folyamatok még messze vannak a kereskedelmi felhasználástól, a kutatók optimisták. A módszerek kompatibilisek a meglévő ipari reakciókkal, és döntően hozzájárulhatnak a műanyaghulladék csökkentéséhez. Tekintettel a hulladékgazdálkodás kihívásaira, ezen új folyamatok hatékonysága és méretezhetősége döntő jelentőségű.

A polietilén és polipropilén kémiai újrahasznosítása terén elért fejlemények azt mutatják, hogy ezen a területen a kutatások ígéretes előrehaladást mutatnak, amely véglegesen megváltoztathatja a műanyagok jövőbeni felhasználását. A Maximilian Baurhoz hasonló tudósok innovációinak szinergiája kulcsszerepet játszhat.