Το χρησιμοποιημένο λάδι γίνεται ανθεκτικό πλαστικό και υπερκόλλα

Ερευνητική ομάδα περιγράφει πώς κατάφερε να μετατρέψει χρησιμοποιημένο λάδι μαγειρέματος σε ανακυκλώσιμα πλαστικά υψηλής αντοχής, καθώς και σε μια εξαιρετικά ισχυρή κόλλα, ικανή ακόμη και να ρυμουλκήσει ένα αυτοκίνητο.

Όπως επισημαίνουν οι επιστήμονες σε δημοσίευσή τους στο επιστημονικό περιοδικό «Journal of the American Chemical Society», η αξιοποίηση μη βρώσιμων αποβλήτων για την παραγωγή χρήσιμων πολυμερών αποτελεί μια βιώσιμη και πολλά υποσχόμενη προσέγγιση για τη δημιουργία νέων υλικών. Τα λεγόμενα «ρεύματα αποβλήτων», σύμφωνα με την ομάδα, μπορούν να λειτουργήσουν ως εναλλακτική λύση στις πρώτες ύλες βιομάζας που χρησιμοποιούνται σήμερα για την παραγωγή πλαστικών.

Ένα από τα πλέον χαρακτηριστικά παραδείγματα τέτοιων αποβλήτων είναι το χρησιμοποιημένο λάδι μαγειρέματος, από το οποίο παράγονται παγκοσμίως σχεδόν 20 δισεκατομμύρια λίτρα κάθε χρόνο.

Αν και ένα μέρος του αξιοποιείται ήδη σε εφαρμογές όπως λιπαντικά, αντικολλητικές επιστρώσεις και καύσιμα, σημαντικές ποσότητες εξακολουθούν να καταλήγουν στα απορρίμματα. Στη νέα μελέτη, οι ερευνητές ανέπτυξαν μια μέθοδο που επιτρέπει τη μετατροπή αυτού του λαδιού σε πλαστικά υλικά με έντονες συγκολλητικές ιδιότητες, τα οποία είναι ταυτόχρονα και ανακυκλώσιμα.

Η διαδικασία βασίζεται στη χημική σύσταση του λαδιού, το οποίο αποτελείται από μακριές αλυσίδες λιπαρών οξέων συνδεδεμένες με μόρια γλυκερόλης. Μέσω μιας σειράς ελεγχόμενων χημικών αντιδράσεων, οι επιστήμονες διέσπασαν αυτά τα μόρια και τα μετέτρεψαν σε απλούστερες δομικές μονάδες. Ο συνδυασμός των τελικών μορίων αλκοόλης και εστέρα με διαφορετικούς τρόπους οδήγησε στη σύνθεση μιας ποικιλίας πολυεστερικών πλαστικών.

Οι δοκιμές των φυσικών τους ιδιοτήτων, όπως τα σημεία τήξης και ο βαθμός κρυσταλλικότητας, έδειξαν ότι τα νέα αυτά πολυμερή παρουσιάζουν χαρακτηριστικά παρόμοια με εκείνα του πολυαιθυλενίου χαμηλής πυκνότητας, ενός πλαστικού που χρησιμοποιείται ευρέως σε συσκευασίες και πλαστικές σακούλες.

Παράλληλα, οι πολυεστέρες εμφάνισαν έντονη κολλώδη συμπεριφορά, λόγω της παρουσίας ατόμων οξυγόνου στη δομή τους, τα οποία μπορούν να σχηματίζουν ισχυρούς δεσμούς με διάφορα υλικά. Πρόκειται για μια ιδιότητα που απουσιάζει από το πολυαιθυλένιο χαμηλής πυκνότητας, το οποίο αποτελείται αποκλειστικά από άτομα άνθρακα και υδρογόνου.

Για να αξιολογήσουν την αντοχή της κόλλας που προέκυψε, οι ερευνητές συγκόλλησαν μεταξύ τους δύο ανοξείδωτες μεταλλικές πλάκες. Οι πλάκες παρέμειναν σταθερά ενωμένες ακόμη και όταν πάνω τους ασκήθηκε βάρος έως και 123 κιλά.

Επιπλέον, η ρυμούλκηση ενός τετράθυρου αυτοκινήτου σε ελαφρώς ανηφορικό δρόμο, με τις πλάκες συγκολλημένες, πραγματοποιήθηκε χωρίς να παρουσιαστεί πρόβλημα, γεγονός που κατατάσσει τα συγκεκριμένα πολυμερή στο ίδιο επίπεδο ή και υψηλότερα από εμπορικά διαθέσιμες κόλλες που δοκιμάστηκαν για λόγους σύγκρισης.

Με βάση τα αποτελέσματα αυτά, οι ερευνητές εκτιμούν ότι οι νέες κόλλες μπορούν να βρουν εφαρμογές σε επιστρώσεις, υλικά συσκευασίας, εξαρτήματα αυτοκινήτων, ιατρικές συσκευές και ηλεκτρονικά συστήματα. Ιδιαίτερη σημασία αποδίδεται και στη δυνατότητα ανακύκλωσης των πολυεστερικών πλαστικών, τα οποία μπορούν να διασπαστούν στα αρχικά τους συστατικά και να επανασυντεθούν σε νέο υλικό, με ελάχιστη απώλεια ιδιοτήτων ακόμη και μετά από πολλαπλούς κύκλους ανακύκλωσης. Ορισμένα από αυτά, μάλιστα, μπορούν να ανακυκλωθούν από κοινού με άλλα διαδεδομένα πλαστικά, όπως το πολυαιθυλένιο υψηλής πυκνότητας και το πολυπροπυλένιο.

Όπως σημειώνουν οι επιστήμονες, η συγκεκριμένη εργασία αναδεικνύει τις δυνατότητες των μη βρώσιμων αποβλήτων βιομάζας ως ανανεώσιμης πρώτης ύλης για την ανάπτυξη φιλικότερων προς το περιβάλλον εναλλακτικών λύσεων απέναντι στα πλαστικά που βασίζονται στο πετρέλαιο.