Comment les lasers et les matériaux 2D pourraient résoudre le problème mondial du plastique

Une équipe de recherche mondiale dirigée par des ingénieurs du Texas a développé un moyen de détruire les molécules des plastiques et d’autres matériaux avec un laser pour les décomposer en leurs plus petites parties en vue d’une réutilisation ultérieure.

Cette découverte, qui consiste à déposer ces matériaux sur des matériaux bidimensionnels appelés dichalcogénures de métaux de transition, puis à les allumer, a le potentiel d’améliorer la façon dont nous éliminons les plastiques qui sont presque impossibles à décomposer avec les technologies actuelles.

« En exploitant ces réactions uniques, nous pouvons explorer de nouvelles voies pour transformer les polluants environnementaux en produits chimiques précieux et réutilisables, contribuant ainsi au développement d’une économie plus durable et circulaire », a déclaré Yuebing Zheng, professeur au département de génie mécanique Walker de la Cockrell School of Engineering et l’un des responsables du projet.

« Cette découverte a des implications importantes pour relever les défis environnementaux et faire progresser le domaine de la chimie verte. »

La recherche a été récemment publiée dans Nature CommunicationsL’équipe comprend des chercheurs de l’Université de Californie à Berkeley, de l’Université Tohoku au Japon, du Lawrence Berkeley National Laboratory, de l’Université Baylor et de l’Université d’État de Pennsylvanie.

La pollution plastique est devenue une crise environnementale mondiale. Des millions de tonnes de déchets plastiques s’accumulent chaque année dans les décharges et les océans. Les méthodes conventionnelles de dégradation du plastique sont souvent énergivores, nocives pour l’environnement et inefficaces. Les chercheurs envisagent d’utiliser cette nouvelle découverte pour développer des technologies efficaces de recyclage du plastique afin de réduire la pollution.

Les chercheurs ont utilisé une lumière de faible puissance pour rompre la liaison chimique des plastiques et créer de nouvelles liaisons chimiques qui ont transformé les matériaux en points de carbone luminescents. Les nanomatériaux à base de carbone sont très demandés en raison de leurs nombreuses capacités, et ces points pourraient potentiellement être utilisés comme dispositifs de stockage de mémoire dans les appareils informatiques de nouvelle génération.

« C’est passionnant de pouvoir potentiellement prendre du plastique qui, tout seul, ne se décomposera peut-être jamais et le transformer en quelque chose d’utile pour de nombreuses industries différentes », a déclaré Jingang Li, un étudiant postdoctoral de l’Université de Californie à Berkeley qui a commencé la recherche à l’UT.

Cette réaction spécifique est appelée activation CH, où les liaisons carbone-hydrogène d’une molécule organique sont sélectivement rompues et transformées en une nouvelle liaison chimique. Dans cette recherche, les matériaux bidimensionnels ont catalysé cette réaction qui a conduit à la transformation des molécules d’hydrogène en gaz. Cela a ouvert la voie aux molécules de carbone pour se lier les unes aux autres et former les points de stockage d’informations.

Des recherches et développements supplémentaires sont nécessaires pour optimiser le processus d’activation du CH par la lumière et le transposer à l’échelle industrielle. Cependant, cette étude représente une avancée significative dans la quête de solutions durables pour la gestion des déchets plastiques.

Le processus d’activation du CH induit par la lumière démontré dans cette étude peut être appliqué à de nombreux composés organiques à longue chaîne, notamment le polyéthylène et les tensioactifs couramment utilisés dans les systèmes de nanomatériaux.