Heidelbergas ķīmiķis iegūst Kārļa Freidenberga balvu par otrreizējās pārstrādes inovāciju!

Heidelbergas ķīmiķis iegūst Kārļa Freidenberga balvu par otrreizējās pārstrādes inovāciju!

2025. gada 25. maijā Heidelbergas Zinātņu akadēmija (HAdW) piešķīra slaveno Kārļa Freidenberga balvu ķīmiķim Maksimiliānam Bauram. Šis pagodinājums tiek atzīts par viņa disertāciju par ilgtspējīga polietilēna ražošanu Konstancas Universitātē. Baur tika pagodināts par novatorisko pētījumu, kas nodarbojas ar iepriekš noteiktu pārrāvuma punktu mērķtiecīgu izveidi polimēru ķēdēs, neapdraudot materiāla īpašības.

Šī darba galvenais mērķis ir uzlabot polietilēna materiālu pārstrādājamību. Baur paskaidroja, ka viņš integrēja keto grupas polietilēnā, kuras tiek sadalītas ar UV starojumu, lai izveidotu mērķtiecīgus lūzuma punktus. Tas varētu dot izšķirošu ieguldījumu plastmasas atkritumu samazināšanā.

Inovatīvas pieejas ilgtspējīgai plastmasai

Lai sasniegtu vēlamās īpašības, Baur izmantoja neitrālus niķeļa katalizatorus ar [P,O]-fosfinofenolāta ligandiem. Šo metožu rezultātā tika ražoti augstas molekulmasas keto-modificēti polietilēni, kas pazīstami kā keto-PE. Rezultāti ir daudzsološi: šie materiāli saglabā parastā polietilēna īpašības un tajā pašā laikā noārdās UV starojuma ietekmē.

Pētījums tika veikts ERC Advanced Grant finansētā projekta “DEEPCAT: Degradable Polyolefin Materials Enabled by Catalytic Methods” ietvaros Stefana Mekinga vadībā. Maksmilams Baurs, kurš pabeidza doktora grādu 2024. gada jūnijā, tagad ieņem pēcdoktorantūras amatu Kalifornijas Santabarbaras Universitātē, kur viņš strādā pie neviendabīgas plastmasas pārstrādes katalīzes.

Kārļa Freidenberga balva, kas tiek piešķirta katru gadu kopš 1986. gada un tiek piešķirta 10 000 eiro apmērā, godina izcilu zinātnisko darbu dabaszinātnēs, īpaši ķīmijā un bioloģijā. Šī balva uzsver Baur pētījumu nozīmi jomā, kas kļūst arvien aktuālāka.

Polietilēna pārstrādes izaicinājumi

Pārstrādes tehnoloģiju kontekstā polietilēnam (PE) un polipropilēnam (PP) ir galvenā loma, jo tās ir pasaulē visbiežāk izmantotās plastmasas. Zinātnieki nesen ir izstrādājuši jaunu polietilēna pārstrādes procesu, kas pārvērš polietilēnu propilēnā. Šo propilēnu var izmantot kā izejvielu polipropilēna ražošanai, kas ir daudzpusīgāks un vieglāk pārstrādājams.

Polietilēns veido aptuveni trešdaļu no pasaules plastmasas ražošanas, bet tikai aptuveni 14 procenti no tā tiek pārstrādāti. Pašreizējās pārstrādes rezultātā bieži tiek iegūti sliktāki polimēru maisījumi, un polietilēna inertums rada ievērojamu šķērsli. Pētnieku grupa, kuru vadīja Džons Hārtvigs no Kalifornijas Universitātes Bērklijā, ir atradusi inovatīvu risinājumu, kas varētu ievērojami palielināt pārstrādes efektivitāti.

Šī metode ietver ūdeņraža atomu sadalīšanu, izmantojot īpašus katalizatorus, veidojot oglekļa dubultsaites, kas palielina reaktivitāti. Laboratorijas pārbaudēs komanda spēja pārveidot vairāk nekā 80 procentus polietilēna propilēnā, kas potenciāli varētu samazināt vajadzību pēc slānekļa gāzes polipropilēna ražošanai.

Lai gan šie procesi joprojām ir tālu no komerciālas izmantošanas, pētnieki ir optimistiski. Metodes ir savietojamas ar esošajām rūpnieciskajām reakcijām un varētu dot izšķirošu ieguldījumu plastmasas atkritumu samazināšanā. Ņemot vērā atkritumu apsaimniekošanas izaicinājumus, šo jauno procesu efektivitāte un mērogojamība ir ļoti svarīga.

Notikumi polietilēna un polipropilēna ķīmiskās pārstrādes jomā liecina, ka pētījumi šajā jomā gūst daudzsološu progresu, kas varētu neatgriezeniski mainīt plastmasas izmantošanu nākotnē. Būtisku lomu varētu spēlēt tādu zinātnieku kā Maksimiliana Baura inovāciju sinerģija.