EO

Volledig herbruikbaar plastic op basis van natuurlijk molecuul

09 februari 2021 om 13:46 uur

Plastic is een van de meest succesvolle materialen van deze tijd. Maar het zorgt ook voor een enorm afvalprobleem. Groningse en Chinese wetenschappers van het Feringa Nobel Prize Scientist Joint Research Center hebben van het natuurlijke molecuul liponzuur plastics gemaakt die onder milde condities gemakkelijk te recyclen zijn.


Een probleem bij hergebruik van plastics is dat het meestal een product van lagere kwaliteit oplevert. Chemische recycling, het afbreken van polymeren in de bouwstenen (monomeren), levert de beste resultaten op. Maar dit depolymeriseren is lastig.

 

Nu is echter op basis van liponzuur een polymeer ontwikkeld dat onder milde omstandigheden kan worden geproduceerd en ook weer afgebroken. Volgens de onderzoekers, die worden geleid door de Groningse Nobelprijswinnaar voor chemie Ben Feringa en de hoogleraren Da-Hui Qa en He Tian (Shanghai), is het mogelijk tot 87 procent van de liponzuur-moleculen terug te winnen in pure vorm. Die zijn dan weer te gebruiken bij het maken van nieuwe polymeren van hoge kwaliteit.

 

Dit proces is beschreven in het tijdschrift Matter.

 

"We hebben een manier gevonden om op een zeer gecontroleerde manier polymeren te maken van het natuurlijke molecuul liponzuur", zegt hoogleraar Organische Chemie Feringa . "Het is een prachtig molecuul, een perfecte bouwsteen die de natuur voor ons heeft gemaakt."

 

Het molecuul heeft een ringstructuur waarin twee zwavelatomen aan elkaar gekoppeld zijn. Na verbreking van die koppeling kunnen de zwavelatomen reageren met andere monomeren. "Dit proces was al bekend, maar wij ontdekten een manier om het gecontroleerd te laten verlopen zodat we lange polymeren kunnen maken."

 

Zacht, elastisch en zelfherstellend

Aan het molecuul zit ook een carboxygroep, die gemakkelijk reageert met metaalionen. Die kunnen de polymeren crosslinken, waardoor een zacht, elastisch materiaal ontstaat. Door het indampen van een oplossing van het molecuul in water met natriumhydroxide ontstaat juist een stevige film via ionenverbindingen. De polymerisatie is in beide gevallen een omkeerbaar proces, wat het materiaal ook nog eens zelf-herstellend maakt. Feringa: "Wanneer je er een snee in maakt, kun je die herstellen door beide randen tegen elkaar te drukken. Binnen een paar minuten zitten die dan weer vast."

 

Reversibele polymerisatie

Het meeste werk is gedaan door Qi Zhang, eerst als promovendus bij Ecust in Shanghai, later als postdoc aan de Rug. "Liponzuur is een klein, natuurlijk molecuul met een elegante structuur", vindt Zhang. "We hoefden geen aanpassingen van de monomeer te ontwerpen voor de reversibele polymerisatie." De polymeren eenvoudigweg blootstellen aan natriumhydroxide en je lost ze op in monomeren. "Door een beetje zuur toe te voegen, slaan de monomeren neer en kun je ze verzamelen. De kwaliteit van die gerecyclede monomeren is identiek aan die van het originele materiaal."

 

Nog niet klaar voor de industrie

"Onze experimenten laten zien wat er mogelijk is met deze monomeren", vult Feringa aan. "We kunnen het materiaal een aantal keren recyclen zonder kwaliteitsverlies." Toch is een echte industriële toepassing nog ver weg. Feringa: "Dit is een eerste bewijs dat het werkt. We zijn nu bezig met experimenten om nieuwe polymeren met andere functionaliteiten te maken en om het proces van polymeriseren en depolymeriseren beter te leren begrijpen."

 

Gerelateerd nieuws

Flexibel keramiek klaar voor de markt

Flexibel keramiek klaar voor de markt

Aan de UT is een mat van keramische vezels ontwikkeld die licht en flexibel is als tissuepapier, terwijl hij de de belangrijkste fysisch-chemische eigenschappen heeft van traditionele keramiek. Die eigenschappen zijn…

Conceptversie herziening Machinerichtlijn eerste helft 2021 verwacht

Herziening Machinerichtlijn: conceptversie eerste helft 2021 verwacht

De komende herziening van de Machinerichtlijn was een belangrijk onderwerp tijdens de virtuele bijeenkomst van het Platform Industrie en Veiligheid eind november 2020. Een van de grote potentiële veranderingen in de…

95 procent minder stikstofoxide met hybride-elektrisch vliegtuig

MIT bedenkt emissiecontrolesysteem voor vliegtuigen

MIT-ingenieurs hebben een concept bedacht voor de voortstuwing van vliegtuigen waarvan ze schatten dat het 95 procent van de stikstofoxide-uitstoot in de luchtvaart kan elimineren en daarmee het aantal bijbehorende…

Webshop

webshop

 

Gratis nieuwsbrief

EOL

 

Focus op

ABB BV
ABB BV

Machineveiligheid, systemen en componenten

Elobau Benelux BV *
Elobau Benelux BV *

creating sustainable solutions

Pilz Nederland
Pilz Nederland

Voor industriële (veilige) automatiseringsoplossingen

Ringspann Benelux BV
Ringspann Benelux BV

Partner in aandrijf- en opspantechniek

Rotero Holland BV
Rotero Holland BV

Stappenmotor - Servomotor - Elektro Magneet

Download gratis engineering boeken

A gratis boeken downloaden

 

Agenda

1 maart 2021, online

Embedded World + Congatec

Embedded World en Congatec vinden dit jaar online plaats.

4 maart 2021, online

Webinar: Selectie en installatie van Atexkabelwartels: hoe het wel en niet moet

Helaas worden er nog veel fouten gemaakt met de selectie en toepassing van Atex kabelwartels. Hierdoor...

4 maart 2021, online

Webinar: Versnelling van de regionale energietransitie beroepsonderwijs

De eerste in een reeks van 5 webinars over werken aan groen herstel vanuit publiek-private samenwerkingen...

Meer agendapunten »