با كمك یك واكنش شیمیایی
زباله های پلاستیکی به دستگاه های الکترونیکی تبدیل می شوند
بیست و یکم: یک پژوهش جدید نشان میدهد که زباله های پلاستیکی اصلاح شده را می توان با موفقیت در دستگاه های الکترونیکی کاربردی، همچون سلول های خورشیدی هیبریدی سیلیکونی و ترانزیستورهای الکتروشیمیایی آلی به کار برد.
به گزارش بیست و یکم به نقل از ایسنا، «دانشگاه دلاور»(UD) و «آزمایشگاه ملی آرگون»(ANL) به یک واکنش شیمیایی دست یافته اند که می تواند استایروفوم را به یک پلیمر رسانا با ارزش بالا به نام «PEDOT: PSS» تبدیل کند.
به نقل از ساینمگ، این پژوهش جدید نشان میدهد که چگونه زباله های پلاستیکی اصلاح شده را می توان با موفقیت در دستگاه های الکترونیکی کاربردی، همچون سلول های خورشیدی هیبریدی سیلیکونی و ترانزیستورهای الکتروشیمیایی آلی گنجاند.
«لور کایزر»(Laure Kayser) دانشیار گروه علوم و مهندسی مواد در کالج مهندسی دانشگاه دلاور و گروه پژوهشی او بطور منظم با پلیمر PEDOT: PSS کار می کنند که دارای خاصیت رسانایی الکترونیکی و یونی است. آنها علاقمند بودند تا راه هایی را برای تولید این ماده از زباله های پلاستیکی پیدا کنند.
گروه کایزر بعد از برقراری ارتباط با «دیوید کافان»(David Kaphan) شیمی دان لابراتوار ملی آرگون طی رویدادی که توسط اداره پژوهش دانشگاه دلاور برگزار گردید، ارزیابی این فرضیه را شروع کردند که شاید بتوان PEDOT: PSS را با سولفونه کردن پلی استایرن ساخت. پلی استایرن ماده سازنده نوعی پلاستیک مصنوعی است که در خیلی از ظروف و مواد بسته بندی یک بارمصرف یافت می شود.
سولفونه کردن یا سولفوناسیون، یک واکنش شیمیایی رایج است که در آن اتم هیدروژن با اسید سولفونیک جایگزین می گردد. این پروسه برای تولید انواع محصولات مانند رنگ، دارو و رزین های تبادل یونی استفاده می شود.
پژوهشگران در این پروژه می خواستند یک چیز جدید پیدا کنند. کایزر توضیح داد: ما یک معرف کارآمد می خواستیم که درجات بالایی از عملکرد را به دست آورد اما زنجیره پلیمری را خراب نکند.
پژوهشگران ابتدا به روشی روی آوردند که در پژوهش پیشین برای سولفونه کردن مولکول های کوچک توضیح داده شده و نتایج امیدوارکننده ای را از نظر کارآیی و بازدهی نشان داده بود اما آنها توضیح دادند که افزودن گروههای عملکردی به پلیمر در مقایسه با یک مولکول کوچک چالش برانگیزتر است برای اینکه نه فقط جداسازی محصولات جانبی ناخواسته مشکل تر می شود، بلکه هر گونه خطای کوچک در زنجیره پلیمر می تواند خواص کلی آنرا تغییر دهد.
پژوهشگران برای مقابله با این چالش، چندین ماه آزمون و خطا را شروع کردند تا شرایط بهتری بیابند که واکنش های جانبی را به حداقل برساند.
«کلسی کوتسوکوس»(Kelsey Koutsoukos) دانشجوی مقطع دکتری علوم مواد و از پژوهشگران این پروژه اظهار داشت: ما حلال های آلی مختلف و نسبت های متفاوتی از عامل سولفون کننده را مورد بررسی قرار دادیم و دماها و زمان های مختلف را ارزیابی کردیم تا ببینیم چه شرایطی برای دستیابی به درجات بالای سولفوناسیون بهترین است.
پژوهشگران توانستند شرایطی را پیدا کنند که به سولفوناسیون پلیمری بالا، حداقل نقص و راندمان بالا منجر می شود. از آنجائیکه پژوهشگران توانستند از پلی استایرن خصوصاً ضایعات آن به عنوان ماده اولیه استفاده کنند، روش آنها می تواند برای تبدیل زباله های پلاستیکی به PEDOT: PSS کارآمد باشد.
همچنین، پژوهشگران توانستند عملکرد پلیمر حاصل از زباله را با نمونه تجاری PEDOT: PSS مقایسه کنند. «چون یوآن لو»(Chun-Yuan Lo) دانشجوی مقطع دکتری شیمی و پژوهشگر ارشد این پروژه اظهار داشت: ما در این پژوهش، دو دستگاه را شامل یک ترانزیستور الکترونیکی آلی و یک سلول خورشیدی بررسی کردیم. عملکرد هر دو نوع پلیمر رسانا قابل مقایسه بود و نشان داد که روش ما یک رویکرد بسیار سازگار با محیط زیست را برای تبدیل ضایعات پلی استایرن به مواد الکترونیکی با ارزش بالاست.
همچنین، پژوهشگران معتقدند که احتمال زیادی وجود دارد تا این روش جدید بتواند ضایعات را به مواد با ارزش افزوده تبدیل کند و کمکی برای کوشش های پایدار جهانی درحال انجام گرفتن باشد.
این پژوهش در مجله «JACS Au» به چاپ رسید.
منبع: 21th.ir
این مطلب بیست و یکم را می پسندید؟
(0)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب