スーパーをデザインする

Scientific Reports volume 13、記事番号: 14163 (2023) この記事を引用

メトリクスの詳細

吸着パッドと吸着フィルムは環境修復の目的で一般的に使用されていますが、費用対効果、製造の容易さ、十分な強度、再利用性を確保しながら、ボリューム全体へのアクセスを最適化する内部構造を設計することは依然として困難です。 ここでは、選択的溶解、熱誘起相分離、アニーリングによって開発された、微小孔、マクロボイド、およびスポンジ状の 3D 空洞を備えた再生ポリプロピレン (PP) からの三峰性吸着膜を報告します。 この吸着剤には 1 cm2 あたり数百の空洞があり、その厚さの最大 25 倍まで膨張することができ、超高速の飽和反応速度 (30 秒以内) と最大の油吸着 (97 g/g) が可能になります。 収着機構は擬似二次反応速度モデルに従います。 さらに、吸着剤は圧縮しやすく、油の吸着、脱着、再吸収中にその構造が保持されるため、96.5% の再利用効率が得られます。 油回収プロセスではフィルムを手動で絞る必要があるため、化学処理を必要とせずにクリーンアッププロセスが効率的になります。 吸着フィルムは、実際の用途に十分な引張強度を備えた効果的な吸着のための高い多孔性を備えています。 当社の統合技術により、最終用途に応じて調整できる強化された多孔質ポリマー構造が得られます。 この研究は、機能の多様性を提供する廃棄物管理のための持続可能なソリューションを提供します。

プラスチックはその幅広い用途と重要な物理的特性により、現代の経済において重要な役割を果たしており、不可欠なものとなっています1,2。 しかし、プラスチック廃棄物の生産と処分は環境に深刻な影響を与えています。 これまでに数十億トンのプラスチックが生産されていると推定されており、過去数十年にわたるプラスチック廃棄物の漸進的な蓄積は大きな注目を集めています3,4。

従来のプラスチック廃棄物処理方法には限界があります。 埋め立て地 5 と焼却場 6,7 は、微量汚染物質 2,8 と同様に有毒ガスの主要な発生源です。 この問題に対処するために、化石資源の持続可能な利用を確保し、環境を保護するために、プラスチック廃棄物をリサイクルするためのさまざまな解決策が提案されています9。 これらのソリューションには、機械的リサイクル、熱化学的リサイクル、アップサイクルが含まれます。 機械的リサイクルは、大型のプラスチック廃棄物に広く使用されていますが、添加物の汚染、材料の劣化、材料の範囲の制限、および処理の複雑さのため、制限されています10、11、12。 さらに、熱分解は最近、プラスチック廃棄物の熱化学リサイクルの有望な方法として考えられています。 ただし、エネルギー消費が高く、有毒な副産物が生成され、得られる製品の品質が変動するため、常に実行可能な解決策であるとは限りません3、13、14。

廃プラスチックのアップサイクルとは、廃棄されたプラスチック素材をより価値や機能性の高い新たな製品に生まれ変わらせることを指します。 ポリマーのアップサイクルに対する型破りなアプローチには、加溶媒分解、機械化学、光改質、バイオテクノロジー、熱分解、溶解/沈殿法などがあります15。 プラスチック廃棄物のアップサイクルは、リサイクル製品の高品質、環境的および経済的利点、およびエネルギー効率の向上により、他のリサイクルと比較して優れたソリューションです15,16。 これにより、太陽光発電、バッテリー電極、カーボン ナノチューブ、膜、強化用添加剤、繊維、フィルム、複合材料など、さまざまな高価値製品が生み出され、廃棄物を貴重な資源に変え、持続可能な実践を促進する可能性を示しています17。 、18、19、20、21、22、23。 プラスチック廃棄物を油吸着剤にアップサイクルすることも、流出油を効果的に吸収することで環境への油流出の悪影響を軽減するのに役立つため、有用な用途となりえます1,24。