Peneliti Universitas Hokkaido telah mengembangkan metode terobosan untuk menggunakan kembali sampah plastik dengan menggunakannya untuk memulai reaksi berantai radikal untuk mendetoksifikasi bahan kimia berbahaya. Pendekatan ini, yang meningkatkan keselamatan dan efisiensi sekaligus mengatasi masalah lingkungan yang disebabkan oleh sampah plastik, membuka jalan bagi proses kimia yang berkelanjutan dan menarik secara ekonomi. Penggambaran artistik dari molekul yang sangat reaktif disebut radikal yang dihasilkan dari serat plastik. Kredit: Koji Kubota dan Hajime Ito
Para ilmuwan menggunakan plastik sehari-hari untuk memulai reaksi berantai yang inovatif, mengembangkan metode untuk mendaur ulang sampah plastik dan meningkatkan keselamatan dan efisiensi dalam prosesnya.
Plastik sekali pakai merupakan masalah lingkungan yang sangat besar, namun kini, alih-alih dibuang begitu saja sebagai sampah, kantong plastik bekas dari toko kelontong dapat digunakan untuk reaksi yang dapat mendetoksifikasi bahan kimia berbahaya.
Sebuah tim yang dipimpin oleh para peneliti di Institute for Chemical Reaction Design and Discovery (WPI-ICReDD), Universitas Hokkaido telah mengembangkan metode yang menggunakan bahan plastik biasa, bukan senyawa yang berpotensi meledak, untuk memulai reaksi berantai yang radikal. Pendekatan ini secara signifikan meningkatkan keselamatan proses sekaligus menyediakan cara untuk menggunakan kembali plastik umum seperti polietilen dan polivinil asetat. Temuan ini telah dipublikasikan di Jurnal Persatuan Kimia Amerika.
(Atas) Skema umum penggunaan gaya mekanis untuk memicu reaksi berantai radikal. (Bawah) Potongan tas belanjaan digunakan untuk memulai reaksi dalam toples ball mill. Kredit: Koji Kubota, dkk. Jurnal Persatuan Kimia Amerika. 22 Desember 2023
Para peneliti menggunakan ball mill, sebuah mesin yang dengan cepat mengocok bola baja di dalam toples baja untuk mencampur bahan kimia padat. Ketika bola mengenai plastik, gaya mekanik memutus ikatan kimia untuk membentuk radikal, yang memiliki elektron tak terikat yang sangat reaktif. Radikal ini memfasilitasi reaksi berantai yang mendorong dehalogenasi— itu adalahpenggantian halogen atom dengan atom hidrogen—halida organik.
Meningkatkan Proses Kimia
“Penggunaan komoditas plastik sebagai reagen kimia mewakili perspektif baru dalam sintesis organik,” kata Associate Professor Koji Kubota. “Saya percaya bahwa pendekatan ini tidak hanya akan mengarah pada pengembangan reaksi berbasis radikal yang aman dan sangat efisien, namun juga pada cara-cara baru dalam memanfaatkan sampah plastik, yang merupakan masalah sosial yang serius.”
Associate Professor Koji Kubota (kiri) dan Profesor Hajime Ito (kanan) dari tim peneliti di Institute for Chemical Reaction Design and Discovery (WPI-ICReDD), Universitas Hokkaido. Kredit: WPI-ICReDD
Pemanfaatan kembali sampah plastik ditunjukkan dengan menambahkan potongan plastik dari tas belanja biasa ke dalam toples ball mill dan berhasil melakukan reaksinya. Tim juga menunjukkan bahwa metode mereka dapat diterapkan pada pengobatan senyawa polihalogenasi yang sangat beracun, yang banyak digunakan dalam industri. Polietilen digunakan untuk memulai reaksi radikal yang menghilangkan banyak atom halogen dari senyawa yang biasa digunakan sebagai penghambat api, sehingga mengurangi toksisitasnya.
Para peneliti memperkirakan metode ini akan menarik perhatian industri karena keunggulannya dari segi biaya dan keamanan.
“Pendekatan baru kami dalam menggunakan bahan plastik yang stabil, murah, dan melimpah sebagai pemicu reaksi berantai radikal memiliki potensi besar untuk mendorong pengembangan proses kimia yang menarik secara industri, aman, dan sangat efisien,” komentar Profesor Hajime Ito.
Penelitian ini didanai oleh Masyarakat Jepang untuk Promosi Sains, Badan Sains dan Teknologi Jepang, dan Kementerian Pendidikan, Kebudayaan, Olahraga, Sains dan Teknologi Jepang.
NewsRoom.id
