ハーツホルン塩と「ベーキング」が深刻な環境問題を解決する可能性があると科学者は信じている

2023 年 8 月 4 日

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コペンハーゲン大学による

ポリエステルは世界で 2 番目に多く使用されている繊維であり、特にそのほとんどがリサイクルされないため、環境上の脅威となっています。 この生地はプラスチックと綿の混合物であり、業界では分別してリサイクルすることが困難でした。

このたび、コペンハーゲン大学の化学者のグループが、家庭にある単一の材料を使用した環境に優しい、驚くほどシンプルな解決策を発明しました。 この研究は、雑誌「ACS Sustainable Chemistry & Engineering」に掲載されています。

衣類からソファ、カーテンに至るまで、ポリエステルは私たちの日常生活の中心となっており、この人気の生地は年間 6,000 万トンという驚異的な量で生産されています。 しかし、ポリエステルの生産は、そのわずか 15% しかリサイクルされず、残りは最終的に埋め立てまたは焼却され、より多くの炭素排出の原因となるため、気候と環境に悪影響を及ぼしています。

ポリエステルのリサイクルは、特に混紡生地を構成するプラスチック繊維と綿繊維をプロセス中に失わずに分離するのに大きな課題をもたらします。 従来のリサイクル方法ではプラスチック成分の保存を優先することが多く、その結果綿繊維が失われます。 さらに、これらの方法は高価で複雑であり、金属触媒の使用により金属廃棄物が生成され、細胞毒性があり、プロセスが汚染される可能性があります。

注目すべき進歩として、若い化学者のグループがこの差し迫った問題に対する驚くほど簡単な解決策を明らかにし、繊維産業の持続可能性に革命を起こす可能性があります。

「繊維業界は、ポリエステルと綿のような混紡生地を扱うためのより良い解決策を緊急に必要としています。現在、綿とプラスチックの両方をリサイクルできる実用的な方法はほとんどありません。通常、それは二者択一のシナリオです。」とジウンの博士研究員ヤン・ヤン氏は言う。コペンハーゲン大学化学科のリー・グループは、科学研究論文の筆頭著者を務めている。

「しかし、私たちが新たに発見した技術を使えば、信じられないほど簡単で環境に優しいアプローチを使用して、ポリエステルをモノマーに解重合すると同時に、数百グラムのスケールで綿を回収することができます。この痕跡のない触媒方法論は、ゲームチェンジャーになる可能性があります。」

この新しい方法には特別な装置は必要ありません。必要なのは、熱、非毒性の溶媒、そして一般的な家庭用材料だけです。

「たとえば、ポリエステルのドレスを細かく切り、容器に入れます。次に、少量の低刺激性溶剤を加え、その後、焼き菓子の膨張剤として多くの人が知っているハーツホルン塩を加えます。 「それから、それを摂氏160度まで加熱し、24時間放置します。その結果、プラスチックと綿の繊維が別々の層に沈着する液体が得られます。これはシンプルで費用対効果の高いプロセスです」と博士課程のシュリアヤ・シャルマ氏は説明する。化学科のジウン・リー・グループの学生であり、研究の共著者。

その過程で、重炭酸アンモニウムとも呼ばれるハーツホルン塩は、アンモニア、CO2、水に分解されます。 アンモニアと CO2 の組み合わせが触媒として作用し、綿繊維を維持しながらポリエステルを分解する選択的解重合反応を引き起こします。 アンモニアは単独では有毒ですが、CO2と結合すると環境に優しく、安全に使用できます。 含まれる化学物質が穏やかな性質を持っているため、綿繊維は無傷で優れた状態を保ちます。