Проблема пластикового мусора не исчезает уже много лет. Все знают, что наша планета буквально захлёбывается в пластике. Исследователи даже предсказывают: если мы не изменим своё поведение, к 2050 году пластика в океане станет больше, чем рыбы. Однако учёные не сидят сложа руки. Они придумывают всё новые и необычные способы использовать пластиковые пакеты, бутылки и соломинки. Это уже не просто переработка — многие идеи полностью меняют назначение пластика. Например, из использованного пластика уже научились делать ванильный ароматизатор, белковый порошок и даже кирпичи, прочнее бетона.
Пластиковые бутылки превращают в ванильный ароматизатор
Сегодня учёные стремятся сразу решить две важные задачи: уменьшить количество пластиковых бутылок и удовлетворить мировой спрос на ванилин. Именно ванилин придаёт ванили её аромат и вкус. Его получают либо из натуральных стручков, либо химическим путём. Поэтому ванилин используется не только в выпечке, но и во многих других продуктах, а также в косметике и чистящих средствах.
С ростом мирового спроса на ванилин пластик может стать частью решения. Два исследователя из Эдинбургского университета в Шотландии разработали способ превращать терефталевую кислоту в ванилин с помощью бактерий E. coli. Терефталевая кислота — это основной компонент, который выделяют из пластиковых бутылок, сделанных из полиэтилентерефталата. Интересно, что по химическому составу терефталевая кислота очень похожа на ванилин, поэтому исследователи смогли легко провести это превращение.
Пластик превращают в авиатопливо менее чем за час
Давно известно, что химическая переработка пластика может давать продукты высокого качества. Однако обычно этот процесс очень дорогой, потому что требует много энергии и занимает много времени. Учёные из Вашингтонского государственного университета придумали, как сделать топливо из пластика менее чем за час.
Они взяли полиэтилен — один из самых распространённых видов пластика — и с помощью специального катализатора почти 90% этого пластика превратили в реактивное топливо и смазочные масла. Процесс оказался не только быстрым, но и затратил меньше энергии, чем прежние методы. Сейчас команда работает над тем, чтобы масштабировать этот способ для промышленного использования. Благодаря низким температурам и высокой скорости эта технология может изменить подход к переработке пластика.
Пластик может помочь решить дефицит строительного песка
Может показаться странным, но во всём мире ощущается нехватка песка для строительства. Несмотря на огромное количество пляжей, строительный песок получают из рек, а не с пляжей и не из пустынь. Пляжный песок слишком солёный, а песок из пустыни — слишком гладкий. Из-за этого добыча песка наносит вред окружающей среде, а во многих странах даже появилась «песчаная мафия».
Учёные нашли способ частично заменить песок пластиком. Пластиковые отходы сортируют, очищают, измельчают и добавляют к бетону. До 10% песка в смеси заменяют пластиком без ухудшения свойств бетона. Учитывая, что четверть бетона — это песок, замена хотя бы 10% поможет снизить зависимость от добычи песка.
Пластик превращают в удобрение
Сейчас перерабатывается менее 9% всех пластиковых отходов. Остальное выбрасывают, и оно попадает на свалки или в океаны. Специалисты считают, что нужно искать способы не просто перерабатывать пластик, а превращать его во что-то полезное. Команда исследователей из Токийского технологического института нашла, как превращать биоразлагаемые пластики в удобрение.
Они использовали процесс аммонолиза, чтобы сделать мочевину (богатое азотом вещество) из побочного продукта биоразлагаемого пластика PIC. Исследования показали, что растения, удобрённые новым удобрением из пластика, росли даже лучше, чем при использовании обычного удобрения.
Пластик превращают в электричество
А что если пластиковые отходы можно превратить в химическое вещество, которое используется для выработки электричества на электростанциях или в электромобилях? Исследователи из Технологического университета Наньян в Сингапуре выяснили, что из пластика можно получать муравьиную кислоту с помощью солнечного света. Это ценное вещество используют в топливных элементах для генерации электричества.
Учёные используют особый фотокатализатор, чтобы превращать пластиковые отходы под действием солнца. Такой способ не требует больших температур и не связан с выбросами от сжигания ископаемого топлива. Сейчас команда работает над улучшением процесса и надеется в будущем получать из пластика и другие виды топлива, например водород.
Пластиковые отходы становятся футболками
Ещё одна идея — сделать из пластиковых пакетов спортивную одежду, которую потом тоже можно переработать. В одном из исследований, опубликованных в Nature Sustainability, учёные превратили обычный полиэтилен (именно из него делают большинство пакетов) в ткань для одежды.
Волокна полиэтилена вплетают в ткань с помощью промышленных ткацких станков. Такая ткань наносит окружающей среде меньший вред, чем шерсть или хлопок. Волокна можно окрасить ещё до того, как их вплетут в ткань. В отличие от обычного пластика, эта ткань пропускает влагу. Во время тренировки пот не задерживается в одежде, а испаряется, поэтому ткань подходит для занятий спортом. Ещё один плюс — одежду из полиэтилена можно стирать в холодной воде, что экономит энергию.
Пластик превращают в жидкость для производства моющих средств
Ещё один экологичный способ переработки пластика — создание жидкостей, из которых делают моющие средства. Учёные из Калифорнийского университета в Санта-Барбаре, Иллинойсского университета в Урбана-Шампейн и Корнеллского университета нашли способ превращать полиэтилен в мелкие молекулы без высоких температур и выброса парниковых газов.
Сначала они с помощью катализатора удаляют немного водорода из полимерной цепи пластика, затем этим же водородом расщепляют цепь на более короткие куски. Повторяя этот процесс много раз, они получают жидкость, которую можно использовать для создания моющих средств.
Молочные бутылки превращают в прочные кирпичи
В Кении изобретательница Нзамби Матее из Найроби перерабатывает пластиковые отходы, которые обычно невозможно использовать повторно, — такие как пакеты, бутылки и верёвки — и делает из них прочные кирпичи. Её компания Gjenge Makers смешивает песок с пластиком, нагревает смесь и прессует её в форму.
Результат удивляет — такие кирпичи прочнее обычного бетона. Для производства используют те виды пластика, которые обычно отправляются на свалку. Это полиэтилен высокой плотности (молочные и шампунные бутылки), полиэтилен низкой плотности (пакеты для хлопьев и бутербродов) и полипропилен (верёвки, вёдра). Благодаря низкой стоимости производства Матее делает кирпичи доступными для жителей Кении.
Пластиковые отходы превращают в пищу
Готовы ли вы попробовать белковый порошок, сделанный из бывшей пластиковой бутылки? Два профессора из Иллинойсского университета и Мичиганского технологического университета работают над этим проектом. Их цель — одновременно решить проблему голода и проблему пластиковых отходов.
Они используют микроорганизмы, которые «едят» пластик, а затем размножаются. Получившиеся бактериальные клетки высушивают и превращают в белковый порошок. Теперь главный вопрос: согласятся ли люди есть продукт, который когда-то был пластиком?
Пластик снова становится пластиком
Одна из больших проблем переработки пластика — со временем он теряет свои свойства. Пластик нельзя перерабатывать бесконечно, потому что его структура ухудшается, и он всё равно в итоге оказывается на свалке. Но что, если учёные смогут разложить пластик до его исходных химических элементов, а затем снова собрать из них новый пластик?
При обычной переработке пластиковая масса становится хуже и хуже, потому что её молекулярные цепи разрушаются. Однако при химической переработке можно вернуть пластик к исходным составляющим. Тогда из этих веществ снова делают пластик высокого качества, и он дольше не попадёт на свалку.
