Schematische weergave van APMP-systeem voor de synthese van grafeen uit PE-microplastics. Credit: Van Kleine wetenschap (2024). DOI: 10.1002/smsc.202400176
Onderzoekers van de James Cook University hebben een belangrijke doorbraak bereikt waarmee ze microplastics kunnen omzetten in een zeer waardevol materiaal. De studie is gepubliceerd in het dagboek Kleine wetenschap.
Volgens Mohan Jacob, professor aan de JCU, valt een deel van het plastic afval uiteen in kleinere fragmenten, die vaak micrometergroot worden.
“Deze microplastics staan erom bekend dat ze niet afbreekbaar en onoplosbaar zijn in water en vormen een steeds grotere bedreiging voor vissen, dieren en mensen”, aldus professor Jacob.
Dr. Adeel Zafar van JCU zei dat microplastics dankzij hun eigenschappen organische verontreinigende stoffen kunnen absorberen.
“Zodra ze in het water zitten, worden ze uiteindelijk opgenomen in zowel de mariene als de menselijke voedselketen. Verontrustend genoeg verstoren microplastics het mariene leven en de voortplanting van koraal”, aldus Dr. Zafar.
Hij zei dat de recycling van microplastics voor grote uitdagingen staat vanwege de arbeidsintensieve scheidingsprocessen en de hoge kosten, waardoor de terugwinning van grondstoffen wereldwijd zeer laag is.
“Upcycling, waarbij plastic afval wordt omgezet in hoogwaardiger materiaal in plaats van het alleen maar af te breken, is erg in trek”, aldus Dr. Zafar.
Het team vermaalde plastic flessen tot microplastics en gebruikte vervolgens de nieuwe Atmospheric Pressure Microwave Plasma-synthesetechniek om het afval om te zetten in grafeen, een koolstofmateriaal van één atoom dik dat harder is dan diamant, 200 keer sterker dan staal en vijf keer lichter dan aluminium. Het gebruik hiervan neemt in verschillende industrieën toe.
“Ongeveer 30 mg microplastic produceerde bijna 5 mg grafeen in 1 minuut. Deze productiesnelheid is opmerkelijk hoger dan voorheen en biedt een eenvoudiger, milieuvriendelijker alternatief voor huidige technieken,” aldus Dr. Zafar.
Hij zei dat het onderzoek een belangrijke mijlpaal in het veld markeert. Het geproduceerde grafeen kan voor verschillende toepassingen worden gebruikt, waaronder de productie van verschillende sensoren en waterzuivering, inclusief de absorptie van PFAS.
“Het onderzoek is niet alleen een pionier op het gebied van een nieuwe benadering van grafeensynthese, maar draagt ook bij aan het bredere doel om de negatieve effecten van microplasticvervuiling op onze ecosystemen te verminderen”, aldus professor Jacob.
Meer informatie:
Muhammad Adeel Zafar et al, Onmiddellijke upcycling van microplastics tot grafeen en de toepassing ervan in het milieu, Kleine wetenschap (2024). DOI-bestand: 10.1002/smsc.202400176
Aangeboden door James Cook University
