Virciniya Texnologiya Universitetinin kimyaçısı və kimya mühəndisi Quoliang “Qreq” Liu və onun tədqiqat qrupu polivinilxlorid (PVX) mühərrik yağı da daxil olmaqla sürtkü yağlarında istifadə olunan vacib bir tərkib hissəsi olan polialfaolefinə çevirmək üçün bir üsul hazırlayıblar.

5 avqustda “Nature” jurnalında dərc olunmuş bu əsər iki ayrı ekoloji problemi eyni anda həll etmək üçün bir yol təqdim edə bilər: PVC-nin təkrar emalının çətinliyi və qiymətli sənaye sürtkü yağlarının daha davamlı şəkildə istehsal edilməsi zərurəti.

PVC-nin təkrar emalı xüsusilə çətindir, çünki tərkibində xlor var və istehsal üsulundan asılı olaraq müxtəlif qatqılar ola bilər. Bu çətinliklər nəticəsində çoxlu miqdarda PVC poliqonlara atılır.

Bununla yanaşı, mühərrik yağı kimi sürtkü yağlarına tələbat artmaqda davam edir ki, bu da istehsalında əhəmiyyətli ekoloji xərclərə səbəb ola bilər. Buna görə də, atılan PVC-ni faydalı sürtkü komponentinə çevirmək plastik tullantılarını azalda bilər və eyni zamanda dəyərli yeni məhsul yarada bilər.

PVC Tullantılarının Yağlayıcıya Çevrilməsi

Sürtkü yağları nadir hallarda çox diqqət cəlb edir, lakin onlar müasir maşınlar üçün vacibdir. Mühərrik yağı qazon biçən maşınlardan və minik avtomobillərindən tutmuş reaktiv mühərriklərə qədər müxtəlif avadanlıqlarda istifadə olunur, buna görə də sənaye sahələri sürtkü yağlarının istehsalında istifadə olunan materialların sabit tədarükündən asılıdır.

Liunun laboratoriyası artıq PVC tullantıları üçün başqa bir təyinat yeri təmin edə biləcək və artan plastik çirklənmə problemini həll etməyə kömək edə biləcək bir proses hazırlayıb.

Metod məişət santexnikasında, pəncərə konstruksiyalarında və hətta kredit kartlarında olan materiala bənzər PVC ilə başlayır. Tədqiqatçılar PVC-ni həllediciyə yerləşdirir, sonra alüminium trixlorid və alfa olefinlər əlavə edirlər. Qarışıq üç saat ərzində 158 dərəcə Farenheytə qədər qızdırılır. Daha sonra tədqiqatçılar həlledicidən sürtkü kimi fəaliyyət göstərən nisbətən qatı bir yağ çıxarırlar.

“Birincisi, yüksək performanslı sürtkü yağları hazırlamaq üçün plastik tullantılardan istifadə etməyin mümkün olduğunu sübut etdik. İkincisi, bu sürtkü yağları ekoloji cəhətdən təmizdir və bazarın davamlılıq üçün yaranan ehtiyaclarını ödəyə bilər”, – deyə Liu bildirib.

Plastiklərin təkrar emalı üzrə əvvəlki tədqiqatlara əsaslanaraq

Layihə, komandanın “Science and Nature Sustainability” jurnalında dərc olunmuş əvvəlki işlərindən irəli gəlir . Bu tədqiqatlarda tədqiqatçılar digər növ plastik tullantıları sabun və yuyucu vasitələr kimi məhsullarda istifadə olunan səthi aktiv maddələrə çevirmək üçün yanaşmalar hazırlayıblar.

Bu səylər uğurlu olduqdan sonra Liu və həmkarları PVC-nin də faydalı bir şeyə çevrilə biləcəyini araşdırmaq qərarına gəldilər.

“Biz PVC-nin təkrar emalını və təkrar emalını təkmilləşdirməyə kömək etmək istəyirik”, – deyə Liu bildirib.

Liu layihəni davam etdirmək üçün aspirant tədqiqatçılardan ibarət bir qrup yaratdı. Doktorantura proqramının son ilində doktorantura tələbəsi olan Erik Munyaneza Nuwayo bu işə rəhbərlik etmək üçün seçildi.

Kimya fakültəsinin aspirantı Konnor S. Tompson əvvəlcə başqa bir tədqiqat layihəsi üzərində işləyirdi. Liu bu yeni çağırışa keçməyi təklif etdikdə, Tompson onu öz üzərinə götürməyə razı oldu.

Komandaya həmçinin tədqiqata tez bir zamanda mühüm töhfələr verən birinci kurs aspirantı Abby Civiello da daxil idi.

“Mən onları tez-tez üç muşketyor adlandırırdım”, – Liu dedi.

Yapışqan Nəticə Yeni Bir İdeyaya Aparır

Əvvəlcə tədqiqatçılar PVC molekullarını kimyəvi olaraq müxtəlif materiallara çevirməyin yollarını sınaqdan keçirdilər.

“İdeya sadə idi. Polietilenin ən aktiv formalarından biri olan PVC, xlor atomlarını digər qruplarla əvəz etməklə asanlıqla bəzi digər molekullara çevrilməlidir”, – deyə Liu bildirib.

Lakin ilkin nəticələr xüsusilə faydalı olmadı. Materiallar yumşaq, bir qədər yapışqan qaldı və tədqiqatçıların istədiyi performans səviyyəsini təmin edə bilmədi.

“Bir gün başa düşdüm ki, əgər bu polimer bu qədər yapışqan və yumşaqdırsa, niyə polimer zəncirlərini daha kiçik hissələrə ayırmıram?” – deyə Liu bildirib.

İstiqamətdəki bu dəyişiklik vacib olduğunu sübut etdi. Komanda PVC-ni parçalamağa, yeni molekullar istehsal etməyə və nəticədə əldə edilən materialı qiymətləndirməyə davam etdikcə, Liu ənənəvi təkrar emal məhsulundan daha dəyərli bir şey yaratdıqlarını görməyə başladı.

Komandanın Yaratdıqlarını Test Etmək

Yeni yağın nə edə biləcəyini dəqiq müəyyən etmək üçün Liu əlavə təcrübəyə malik tədqiqatçılarla əlaqə saxladı.

Nümunələr Texas A&M Universitetində çalışan Ali Erdemirə göndərildi və tədqiqatçılar orada son materialları sınaqdan keçirdilər. Liu həmçinin kimyəvi hesablamalar üzərində Caltech-də çalışan William Goddard ilə əməkdaşlıq etdi.

Virginia Tech şirkətinin həmkarı Si Çen iqtisadi və istehsal təhlili apararaq neftin daha geniş miqyasda necə istehsal oluna biləcəyinə dair modellər hazırladı.

Tədqiqatçılar hazırda sürtkü yağlarının istehsal prosesini daha dayanıqlı etmək və eyni zamanda nəticədə əldə edilən məhsulu daha geniş şəkildə əldə etmək istəyirlər.

“Sürtkü yağları səssiz qəhrəmandır. Biz çox vaxt onların mövcudluğunun fərqində deyilik, amma onlar səssizcə işləyirlər. Dünyada daha çox insana çatmaq üçün yağı daha geniş miqyasda istehsal etmək istəyirik”, – deyə Liu bildirib.