Chemik z Heidelberga zdobywa nagrodę Karla Freudenberga za innowacje w zakresie recyklingu!

Chemik z Heidelberga zdobywa nagrodę Karla Freudenberga za innowacje w zakresie recyklingu!

25 maja 2025 r. Akademia Nauk w Heidelbergu (HAdW) przyznała chemikowi Maximilianowi Baurowi słynną Nagrodę im. Karla Freudenberga. To wyróżnienie jest wyrazem uznania dla jego rozprawy doktorskiej na temat produkcji zrównoważonego polietylenu na Uniwersytecie w Konstancji. Baur został uhonorowany za swoje innowacyjne badania, które dotyczą celowego tworzenia określonych punktów przerwania w łańcuchach polimerowych bez pogarszania właściwości materiału.

Głównym celem tej pracy jest poprawa możliwości recyklingu materiałów polietylenowych. Baur wyjaśnił, że zintegrował grupy ketonowe z polietylenem, które są rozkładane pod wpływem promieniowania UV, tworząc ukierunkowane punkty przerwania. Może to w decydujący sposób przyczynić się do ograniczenia ilości odpadów z tworzyw sztucznych.

Innowacyjne podejście do zrównoważonych tworzyw sztucznych

Aby uzyskać pożądane właściwości, Baur zastosował katalizatory obojętnego niklu z ligandami [P,O]-fosfinofenolanu. Metody te doprowadziły do ​​produkcji polietylenów modyfikowanych ketonem o dużej masie cząsteczkowej, znanych jako keto-PE. Wyniki są obiecujące: materiały te zachowują właściwości konwencjonalnego polietylenu, a jednocześnie ulegają degradacji pod wpływem promieniowania UV.

Badania przeprowadzono w ramach projektu finansowanego z grantu ERC Advanced Grant „DEEPCAT: Degradable Polyolefin Materials Enabled by Catalytic Methods” pod kierownictwem Stefana Meckinga. Maxmiliam Baur, który obronił doktorat w czerwcu 2024 r., kieruje obecnie stanowiskiem podoktorskim na Uniwersytecie Kalifornijskim w Santa Barbara, gdzie pracuje nad katalizą heterogeniczną na potrzeby upcyklingu tworzyw sztucznych.

Nagroda im. Karla Freudenberga, przyznawana corocznie od 1986 r. i wynosząca 10 000 euro, honoruje wybitną pracę naukową w dziedzinie nauk przyrodniczych, w szczególności chemii i biologii. Nagroda ta podkreśla znaczenie badań Baura w dziedzinie, która staje się coraz bardziej istotna.

Wyzwania recyklingu polietylenu

W kontekście technologii recyklingu polietylen (PE) i polipropylen (PP) odgrywają kluczową rolę, ponieważ są to najczęściej stosowane tworzywa sztuczne na świecie. Naukowcy opracowali niedawno nowy proces recyklingu polietylenu, polegający na przetwarzaniu polietylenu w propylen. Propylen ten można wykorzystać jako surowiec do produkcji polipropylenu, który jest bardziej uniwersalny i łatwiejszy w recyklingu.

Polietylen stanowi około jednej trzeciej światowej produkcji tworzyw sztucznych, ale tylko około 14 procent tej ilości poddaje się recyklingowi. Obecny recykling często skutkuje gorszymi mieszankami polimerów, a obojętność polietylenu stanowi poważną przeszkodę. Zespół badawczy kierowany przez Johna Hartwiga z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Berkeley znalazł innowacyjne rozwiązanie, które może znacząco zwiększyć efektywność recyklingu.

Metoda ta polega na rozszczepianiu atomów wodoru za pomocą specjalnych katalizatorów, tworząc podwójne wiązania węgla, które zwiększają reaktywność. W testach laboratoryjnych zespołowi udało się przekształcić ponad 80 procent polietylenu w propylen, co może potencjalnie zmniejszyć zapotrzebowanie na gaz łupkowy do produkcji polipropylenu.

Choć procesom tym jeszcze daleko do komercyjnego zastosowania, badacze są optymistami. Metody te są kompatybilne z istniejącymi reakcjami przemysłowymi i mogą w decydujący sposób przyczynić się do ograniczenia ilości odpadów z tworzyw sztucznych. Biorąc pod uwagę wyzwania związane z gospodarką odpadami, wydajność i skalowalność tych nowych procesów mają kluczowe znaczenie.

Rozwój w dziedzinie chemicznego recyklingu polietylenu i polipropylenu pokazuje, że badania w tej dziedzinie czynią obiecujący postęp, który może trwale zmienić przyszłe wykorzystanie tworzyw sztucznych. Synergia innowacji opracowanych przez naukowców takich jak Maximilian Baur może odegrać kluczową rolę.