Chemik z Heidelbergu vyhráva Cenu Karla Freudenberga za inováciu v oblasti recyklácie!

Chemik z Heidelbergu vyhráva Cenu Karla Freudenberga za inováciu v oblasti recyklácie!

25. mája 2025 udelila Heidelbergská akadémia vied (HAdW) renomovanú Cenu Karla Freudenberga chemikovi Maximiliánovi Baurovi. Táto pocta je uznaním jeho dizertačnej práce o výrobe udržateľného polyetylénu na Univerzite v Kostnici. Baur bol ocenený za svoj inovatívny výskum, ktorý sa zaoberá cieleným vytváraním vopred určených bodov zlomu v polymérnych reťazcoch bez ohrozenia vlastností materiálu.

Hlavným cieľom tejto práce je zlepšiť recyklovateľnosť polyetylénových materiálov. Baur vysvetlil, že do polyetylénu integroval ketoskupiny, ktoré sa rozkladajú UV žiarením a vytvárajú cielené body zlomu. To by mohlo rozhodujúcim spôsobom prispieť k zníženiu plastového odpadu.

Inovatívne prístupy k udržateľným plastom

Na dosiahnutie požadovaných vlastností použil Baur neutrálne niklové katalyzátory s [P,O]-fosfinofenolátovými ligandami. Tieto metódy viedli k výrobe keto-modifikovaných polyetylénov s vysokou molekulovou hmotnosťou známych ako keto-PE. Výsledky sú sľubné: Tieto materiály si zachovávajú vlastnosti bežného polyetylénu a zároveň sú rozložiteľné pod UV žiarením.

Výskum sa uskutočnil v rámci projektu financovaného z ERC Advanced Grant „DEEPCAT: Degradable Polyolefin Materials Enabled by Catalytic Methods“ pod vedením Stefana Meckinga. Maxmiliam Baur, ktorý ukončil doktorát v júni 2024, teraz vedie postdoktorandskú pozíciu na Kalifornskej univerzite v Santa Barbare, kde pracuje na heterogénnej katalýze pre recykláciu plastov.

Cena Karla Freudenberga, ktorá sa udeľuje každoročne od roku 1986 a je dotovaná sumou 10 000 eur, oceňuje vynikajúcu vedeckú prácu v prírodných vedách, najmä v chémii a biológii. Toto ocenenie podčiarkuje dôležitosť výskumu spoločnosti Baur v oblasti, ktorá sa stáva čoraz aktuálnejšou.

Výzvy recyklácie polyetylénu

V kontexte recyklačných technológií zohrávajú ústrednú úlohu polyetylén (PE) a polypropylén (PP), keďže ide o celosvetovo najčastejšie používané plasty. Vedci nedávno vyvinuli nový proces recyklácie polyetylénu, ktorý premieňa polyetylén na propylén. Tento propylén možno použiť ako surovinu na výrobu polypropylénu, ktorý je všestrannejší a ľahšie sa recykluje.

Polyetylén tvorí asi tretinu celosvetovej produkcie plastov, ale len asi 14 percent z neho sa recykluje. Súčasná recyklácia často vedie k nekvalitným polymérnym zmesiam, pričom inertnosť polyetylénu predstavuje významnú prekážku. Výskumný tím pod vedením Johna Hartwiga z Kalifornskej univerzity v Berkeley našiel inovatívne riešenie, ktoré by mohlo výrazne zvýšiť efektivitu recyklácie.

Táto metóda zahŕňa štiepenie atómov vodíka pomocou špeciálnych katalyzátorov, čím sa vytvárajú dvojité uhlíkové väzby, ktoré zvyšujú reaktivitu. V laboratórnych testoch bol tím schopný premeniť viac ako 80 percent polyetylénu na propylén, čo by mohlo potenciálne znížiť potrebu bridlicového plynu na výrobu polypropylénu.

Hoci tieto procesy majú od komerčného využitia ešte ďaleko, výskumníci sú optimistickí. Metódy sú kompatibilné s existujúcimi priemyselnými reakciami a mohli by rozhodujúcim spôsobom prispieť k zníženiu plastového odpadu. Vzhľadom na výzvy odpadového hospodárstva je efektívnosť a škálovateľnosť týchto nových procesov rozhodujúca.

Vývoj v oblasti chemickej recyklácie polyetylénu a polypropylénu ukazuje, že výskum v tejto oblasti prináša sľubné pokroky, ktoré by mohli natrvalo zmeniť budúce využitie plastov. Kľúčovú úlohu by mohla zohrať synergia inovácií od vedcov ako Maximilian Baur.