Teknologi prototipe menyusut AI untuk menghadirkan fungsionalitas seperti otak dalam satu perangkat yang kuat - ScienceDaily
Popular

Proses daur ulang baru berbasis pelarut dapat mengurangi jutaan ton limbah plastik – ScienceDaily


Bahan plastik multilayer ada di mana-mana dalam kemasan makanan dan perlengkapan medis, terutama karena polimer berlapis dapat memberikan sifat khusus pada film tersebut, seperti ketahanan panas atau kontrol oksigen dan kelembapan. Tetapi terlepas dari kegunaannya, plastik yang selalu ada itu tidak mungkin untuk didaur ulang menggunakan metode konvensional.

Sekitar 100 juta ton termoplastik multilayer – masing-masing terdiri dari 12 lapisan polimer berbeda – diproduksi secara global setiap tahun. Empat puluh persen dari total itu adalah limbah dari proses pembuatan itu sendiri, dan karena tidak ada cara untuk memisahkan polimer, hampir semua plastik itu berakhir di tempat pembuangan sampah atau insinerator.

Sekarang, insinyur University of Wisconsin-Madison telah memelopori metode untuk mereklamasi polimer dalam bahan ini menggunakan pelarut, teknik yang mereka namakan pemrosesan Solvent-Targeted Recovery and Precipitation (STRAP). Pembuktian konsep mereka dirinci hari ini (20 November 2020) di jurnal Kemajuan Sains.

Dengan menggunakan serangkaian pencucian pelarut yang dipandu oleh perhitungan termodinamika kelarutan polimer, profesor teknik kimia dan biologi UW-Madison George Huber dan Reid Van Lehn dan siswa mereka menggunakan proses STRAP untuk memisahkan polimer dalam plastik komersial yang terdiri dari bahan pelapis umum. polietilen, etilen vinil alkohol, dan polietilen tereftalat.

Hasil? Polimer yang dipisahkan tampak secara kimiawi mirip dengan yang digunakan untuk membuat film aslinya.

Tim sekarang berharap untuk menggunakan polimer yang dipulihkan untuk membuat bahan plastik baru, menunjukkan bahwa proses tersebut dapat membantu menutup lingkaran daur ulang. Secara khusus, ini dapat memungkinkan produsen plastik multilayer untuk memulihkan 40 persen limbah plastik yang dihasilkan selama proses produksi dan pengemasan.

“Kami telah mendemonstrasikan ini dengan satu plastik multilayer,” kata Huber. “Kami perlu mencoba plastik multilayer lainnya dan kami perlu mengukur teknologi ini.”

Seiring dengan meningkatnya kompleksitas plastik multilayer, begitu pula kesulitan untuk mengidentifikasi pelarut yang dapat melarutkan setiap polimer. Itulah mengapa STRAP mengandalkan pendekatan komputasi yang digunakan oleh Van Lehn yang disebut Model Penyaringan Konduktor untuk Pelarut Realistis (COSMO-RS) untuk memandu proses.

COSMO-RS dapat menghitung kelarutan polimer target dalam campuran pelarut pada berbagai suhu, mempersempit jumlah pelarut potensial yang dapat melarutkan polimer. Tim kemudian dapat secara eksperimental mengeksplorasi kandidat pelarut.

“Ini memungkinkan kami untuk menangani sistem yang jauh lebih kompleks ini, yang diperlukan jika Anda benar-benar akan berhasil dalam dunia daur ulang,” kata Van Lehn.

Tujuannya adalah pada akhirnya mengembangkan sistem komputasi yang memungkinkan para peneliti menemukan kombinasi pelarut untuk mendaur ulang semua jenis plastik multilayer. Tim juga berharap untuk melihat dampak lingkungan dari pelarut yang digunakannya dan membuat database pelarut ramah lingkungan yang akan memungkinkan mereka untuk menyeimbangkan dengan lebih baik keefektifan, biaya, dan dampak lingkungan dari berbagai sistem pelarut.

Proyek ini bermula dari keahlian UW-Madison dalam katalisis. Selama beberapa dekade, para peneliti teknik kimia dan biologi universitas telah memelopori reaksi berbasis pelarut untuk mengubah biomassa – seperti kayu atau limbah pertanian – menjadi bahan kimia yang berguna atau bahan bakar prekursor. Banyak dari keahlian itu juga diterjemahkan ke dalam daur ulang polimer berbasis pelarut.

Tim ini melanjutkan penelitiannya tentang pemrosesan STRAP melalui Pusat Multi-Universitas tentang Daur Ulang Kimia Sampah Plastik, yang disutradarai oleh Huber. Para peneliti di pusat yang didanai Departemen Energi AS senilai $ 12,5 juta sedang menyelidiki beberapa jalur kimiawi untuk memulihkan dan mendaur ulang polimer.

Penelitian ini didukung oleh dana dari Departemen Energi AS (DE-SC0018409).

Sumber Cerita:

Materi disediakan oleh Universitas Wisconsin-Madison. Asli ditulis oleh Jason Daley. Catatan: Konten dapat diedit gaya dan panjangnya.

Dipersembahkan Oleh : Lapak Judi

Baca Juga : Lagutogel/a>