Serangkaian cermin dan prisma membelokkan laser dan memfokuskannya untuk melakukan reaksi. Kredit: University of Texas di Austin
Sebuah tim telah menciptakan teknik laser untuk memecah plastik keras menjadi komponen-komponen yang berharga, menawarkan pendekatan baru dan berkelanjutan untuk mengatasi polusi plastik global.
Sebuah tim peneliti global, yang dipimpin oleh Texas Engineers, telah mengembangkan metode berbasis laser untuk memecah molekul dalam plastik dan bahan lainnya menjadi komponen dasar untuk digunakan kembali di masa mendatang.
Penemuan ini, yang melibatkan pelapisan bahan-bahan ini di atas bahan dua dimensi yang disebut dikalkogenida logam transisi dan kemudian menyalakannya, memiliki potensi untuk meningkatkan cara kita membuang plastik yang hampir mustahil diurai dengan teknologi saat ini.
“Dengan memanfaatkan reaksi-reaksi unik ini, kita dapat mengeksplorasi jalur-jalur baru untuk mengubah polutan lingkungan menjadi bahan kimia yang berharga dan dapat digunakan kembali, yang berkontribusi pada pengembangan ekonomi yang lebih berkelanjutan dan sirkular,” kata Yuebing Zheng, profesor di Departemen Teknik Mesin Walker di Sekolah Teknik Cockrell dan salah satu pemimpin proyek. “Penemuan ini memiliki implikasi yang signifikan untuk mengatasi tantangan lingkungan dan memajukan bidang kimia hijau.”
Penelitian ini baru-baru ini diterbitkan di Komunikasi AlamiTim ini terdiri dari peneliti dari Universitas California, Berkeley; Universitas Tohoku di Jepang; Laboratorium Nasional Lawrence Berkeley; Universitas Baylor; dan Universitas Negeri Pennsylvania.
Menangani Polusi Plastik
Polusi plastik telah menjadi krisis lingkungan global, dengan jutaan ton sampah plastik berakhir di tempat pembuangan sampah dan lautan setiap tahun. Metode konvensional degradasi plastik sering kali membutuhkan banyak energi, merusak lingkungan, dan tidak efektif. Para peneliti membayangkan penggunaan penemuan baru ini untuk mengembangkan teknologi daur ulang plastik yang efisien guna mengurangi polusi.
Profesor Yuebing Zheng dan mahasiswa pascasarjana Siyuan Huang. Kredit: Universitas Texas di Austin
Para peneliti menggunakan cahaya berdaya rendah untuk memutus ikatan kimia dalam plastik dan menciptakan ikatan baru, mengubah material tersebut menjadi titik-titik karbon yang bersinar. Nanomaterial berbasis karbon sangat diminati karena berbagai sifatnya, dan titik-titik ini berpotensi untuk digunakan sebagai perangkat penyimpanan memori di komputer generasi mendatang.
“Sangat menarik untuk dapat mengambil plastik yang mungkin tidak akan pernah terurai sendiri dan mengubahnya menjadi sesuatu yang berguna untuk banyak industri yang berbeda,” kata Jingang Li, seorang peneliti pascadoktoral di University of California, Berkeley yang memulai penelitian di UT.
Potensi untuk Aplikasi yang Lebih Luas
Reaksi khusus ini disebut aktivasi CH, di mana ikatan karbon-hidrogen dalam molekul organik diputus secara selektif dan diubah menjadi ikatan kimia baru. Dalam penelitian ini, material dua dimensi mengkatalisis reaksi ini, menyebabkan molekul hidrogen berubah menjadi gas. Hal ini membuka jalan bagi molekul karbon untuk berikatan satu sama lain untuk membentuk titik penyimpanan informasi.
Penelitian dan pengembangan lebih lanjut diperlukan untuk mengoptimalkan proses aktivasi CH yang digerakkan oleh cahaya dan meningkatkannya untuk aplikasi industri. Namun, penelitian ini merupakan langkah maju yang signifikan dalam pencarian solusi berkelanjutan untuk pengelolaan limbah plastik.
Proses aktivasi CH digerakkan oleh cahaya yang ditunjukkan dalam penelitian ini dapat diterapkan pada banyak senyawa organik rantai panjang, termasuk polietilena dan surfaktan yang umum digunakan dalam sistem nanomaterial.
Referensi: “Aktivasi C–H yang digerakkan oleh cahaya yang dimediasi oleh dikalkogenida logam transisi 2D” oleh Jingang Li, Di Zhang, Zhongyuan Guo, Zhihan Chen, Xi Jiang, Jonathan M. Larson, Haoyue Zhu, Tianyi Zhang, Yuqian Gu, Brian W. Blankenship, Min Chen, Zilong Wu, Suichu Huang, Robert Kostecki, Andrew M. Minor, Costas P. Grigoropoulos, Deji Akinwande, Mauricio Terrones, Joan M. Redwing, Hao Li dan Yuebing Zheng, 2 Juli 2024, Komunikasi Alami.
Nomor Identifikasi Penduduk: 10.1038/s41467-024-49783-z
Penelitian ini didanai oleh berbagai lembaga, termasuk Institut Kesehatan NasionalYayasan Sains Nasional, Masyarakat Jepang untuk Pengembangan Sains, Yayasan Hirose, dan Yayasan Sains Alam Nasional Tiongkok.
Tim peneliti tersebut meliputi Deji Akinwande dan Yuqian Gu dari Departemen Teknik Elektro dan Komputer Chandra Family, UT; Zhihan Chen, Zilong Wu, dan Suichu Huang dari Program Ilmu dan Teknik Material, UT; Hao Li, Di Zhang, dan Zhongyuan Guo dari Universitas Tohoku di Jepang; Brian Blankenship, Min Chen, dan Costas P. Grigoropoulos dari Universitas California, Berkeley; Xi Jiang, Robert Kostecki, dan Andrew M. Minor dari Laboratorium Nasional Lawrence Berkeley; Jonathan M. Larson dari Universitas Baylor; serta Haoyue Zhu, Tianyi Zhang, Mauricio Terrones, dan Joan M. Redwing dari Universitas Negeri Pennsylvania.
NewsRoom.id
