Dünyada ən çox istifadə edilən plastiklərdən biri olan təxminən 100 milyon metrik ton yüksək sıxlıqlı polietilen (HDPE) hər il istehsal olunur ki, bu da Nyu York şəhərini bir il ərzində enerji ilə təmin etmək üçün lazım olan enerjidən 15 dəfə çox istifadə edir və poliqonlara və okeanlara çoxlu miqdarda plastik tullantı əlavə edir.

Kornel kimya tədqiqatçıları süd qablarında, şampun şüşələrində, uşaq meydançası avadanlıqlarında və bir çox başqa şeylərdə tapılan bu polimerin ətraf mühitə təsirini azaltmağın yollarını tapdılar və bu, istehsalçılara HDPE materiallarını fərdiləşdirməyə və təkmilləşdirməyə imkan verən maşın öyrənmə modelini inkişaf etdirərək, müxtəlif tətbiqlər üçün lazım olan materialın miqdarını azaldıb. O, həmçinin təkrar emal edilmiş HDPE-nin keyfiyyətini yeniləri ilə rəqabət aparmaq üçün artırmaq üçün istifadə edilə bilər ki, bu da təkrar emal prosesini daha praktik prosesə çevirir.

İncəsənət və Elmlər Kollecində (A&S) kimya və kimyəvi biologiya kafedrasının dosenti Robert DiStasio Jr., “Bu yanaşmanın tətbiqi gələcək nəsil əmtəə materiallarının dizaynını asanlaşdıracaq və daha səmərəli polimer təkrar emalını təmin edəcək, HDPE-nin ətraf mühitə ümumi təsirini azaldacaq” dedi.

Journal of the American Chemical Society jurnalında dərc olunan “Molekulyar Çəki Dağıtımına əsaslanan Maşın Öyrənmə ilə Polimerlərin Dizaynı” adlı tədqiqat DiStasio və polimer mütəxəssisləri, Tisch Universitetinin Kimya və Kimya Biologiyası (A&S) Departamentinin professoru Geoffrey Coates arasında əməkdaşlıqdır; və Brett Fors, Frank və Robert Laflin Fiziki Kimya (A&S) professoru.

Jenny Hu, doktorant, ilk müəllifdir. DiStasio qrupundan, Zachary Sparrow, postdoktoral tədqiqatçı; Brian Ernst, keçmiş doktorantura tədqiqatçısı; və doktorant Spenser Mattes töhfə verdi.

https://googleads.g.doubleclick.net/pagead/ads?client=ca-pub-0536483524803400&output=html&h=188&slotname=8188791252&adk=1687169288&adf=4054963813&pi=t.ma~as.8188791252&w=750&abgtt=6&fwrn=4&lmt=1742297218&rafmt=11&format=750×188&url=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fnews%2F2025-03-machine-enables-customized-plastics-environmental.html&wgl=1&uach=WyJXaW5kb3dzIiwiMTkuMC4wIiwieDg2IiwiIiwiMTM0LjAuNjk5OC44OSIsbnVsbCwwLG51bGwsIjY0IixbWyJDaHJvbWl1bSIsIjEzNC4wLjY5OTguODkiXSxbIk5vdDpBLUJyYW5kIiwiMjQuMC4wLjAiXSxbIkdvb2dsZSBDaHJvbWUiLCIxMzQuMC42OTk4Ljg5Il1dLDBd&dt=1742297217852&bpp=1&bdt=74&idt=175&shv=r20250305&mjsv=m202503130101&ptt=9&saldr=aa&abxe=1&cookie=ID%3Df22668bce9793ae4%3AT%3D1735196613%3ART%3D1742297208%3AS%3DALNI_Mb4Xpwl1SO1AcvqroR6xccDm_sheQ&gpic=UID%3D00000f7c5320f40b%3AT%3D1735196613%3ART%3D1742297208%3AS%3DALNI_Mb1dz_DHiT2yDzXLMaB9CDkQl4XGg&eo_id_str=ID%3Dcdf7f2f01784f52d%3AT%3D1735196613%3ART%3D1742297208%3AS%3DAA-Afjb8kbeupLLyQ0QHQmZxpM4v&prev_fmts=0x0&nras=1&correlator=6204013292176&frm=20&pv=1&rplot=4&u_tz=240&u_his=3&u_h=1080&u_w=1920&u_ah=1032&u_aw=1920&u_cd=24&u_sd=1&dmc=8&adx=448&ady=1905&biw=1905&bih=945&scr_x=0&scr_y=0&eid=42531705%2C95331832%2C95354598%2C31090357&oid=2&pvsid=3221204640991918&tmod=294521279&uas=0&nvt=1&ref=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fpage3.html&fc=1920&brdim=0%2C0%2C0%2C0%2C1920%2C0%2C1920%2C1032%2C1920%2C945&vis=1&rsz=%7C%7CpeEbr%7C&abl=CS&pfx=0&fu=128&bc=31&bz=1&td=1&tdf=2&psd=W251bGwsbnVsbCxudWxsLDNd&nt=1&ifi=2&uci=a!2&btvi=1&fsb=1&dtd=181

Laboratoriyası dayanıqlı polimerlərə yönəlmiş Fors dedi ki, HDPE böyük miqyasda istehsal edildiyi üçün çox enerji tələb edir. Onu təkrar emal etmək üçün də çətinliklər var.

“Polietilenin təkrar emal edilməsi təmiz plastik hazırlamaqdan daha bahalıdır ” dedi. “Başqa problem ondan ibarətdir ki, siz onu mexaniki olaraq təkrar emal etdiyiniz zaman polimer zəncirlərini qırmağa başlayırsınız ki , bu da xassələrin pisləşməsinə səbəb olur.”

HDPE materialları hər dəfə təkrar emal edildikdə keyfiyyətini itirir, Coates deyib.

“Bu plastikləri götürüb əridə bilməzsiniz. Bu, hər dəfə mükəmməl olan alüminium kimi deyil. Onu qiymətləndirmək və plastikləri faydalı etmək üçün çox çalışmaq lazımdır.”

Koats, təkrar emal edənlərin hər bir funt təkrar plastik üçün qiymətləndirilməsi və ya keyfiyyətinin artırılması üçün təxminən beş sent xərcləməli olduqlarını söylədi.

Hal-hazırda, təkrar emal müəssisələri az miqdarda bakirə plastik əlavə etməklə təkrar emal olunan məhsulların keyfiyyətini yaxşılaşdırır. Bununla belə, təkrar emal edilmiş materialın qarışığı gündən-günə dəyişir və nə qədər yeni plastik əlavə ediləcəyini qeyri-müəyyən edir.

Polietilenin istehsalı üçün daha az materialdan (və enerjidən) istifadə etməyin açarı, eləcə də təkrar emal edilmiş materialın keyfiyyətinə və fiziki xassələrinə nəzarət – nümunədəki polimer zəncirlərinin molekulyar çəkisinin paylanması adlanan müxtəlif uzunluqların onun xassələrinə necə təsir etdiyini başa düşməkdən ibarətdir. Əsas amillər: onun istehsal zamanı nə qədər özlü olması və hazır məhsul kimi möhkəmliyi və möhkəmliyi.

Gündəlik anlayışlar üçün Phys.org-a etibar edən 100.000-dən çox abunəçi ilə elm, texnologiya və kosmosda ən son yenilikləri kəşf edin . Pulsuz xəbər bülleteni üçün qeydiyyatdan keçin və mühüm nailiyyətlər, innovasiyalar və tədqiqatlar haqqında gündəlik və ya həftəlik yeniliklər əldə edin .Abunə ol

DiStasio və laboratoriyasının üzvləri Coates, Fors və onların laboratoriyalarının üzvləri tərəfindən sintez edilmiş və səciyyələndirilmiş 150-dən çox polietilen nümunəsindən ibarət kitabxanadan istifadə edərək PEPPr (PolyEthylene Property PRedictor) adlı maşın öyrənmə modelini öyrətdi.

“Bizə müxtəlif molekulyar çəki paylamalarına malik polimerlər kitabxanasına ehtiyacımız var idi” dedi DiStasio. “Biz həm də müxtəlif emal qabiliyyəti və mexaniki xassələrə malik polimerlərə sahib olmaq istəyirdik .”

Tədqiqatçılar yazır ki, bu materialların tərkibi və xassələri arasındakı əlaqəni başa düşmək kimi mürəkkəb tapşırıq üçün maşın öyrənmə gücü lazımdır.

DiStasio bildirib ki, PEPPr iki problemi həll edir. HDPE nümunəsinin molekulyar çəkisinin paylanması məlumdursa, model onun xüsusiyyətlərini proqnozlaşdıra bilər: ərimənin özlülüyü, möhkəmliyi və gücü. O, tərs üçün də istifadə edilə bilər; istifadəçinin bir sıra hədəflənmiş xassələri varsa, model onlara hansı polimer nümunəsinin bu xüsusiyyətlərə malik olacağını deyə bilər.

Fors, “Əgər plastik torba hazırlamaq istəyirsinizsə, kayak etmək istədiyinizdən fərqli olaraq ərimədə fərqli xüsusiyyətlərə ehtiyacınız olacaq” dedi.

Tədqiqatçıların sözlərinə görə, PEPPr yanaşması daha ağıllı, daha spesifik polimer dizaynı, eləcə də daha effektiv və davamlı təkrar emal proseslərinə doğru ilk addımdır. Onlar proqnozlaşdırıla bilən xassələrin əhatə dairəsini genişləndirməyi və modelə kifayət qədər təsirli ola biləcək emal üsullarını əlavə etməyi planlaşdırırlar. Onlar həmçinin digər polimer siniflərini də daxil etmək üçün modeli genişləndirməyə ümid edirlər.

“Biz istənilən növ kommersiya polimerləri üçün bu tip modelləri inkişaf etdirə bilməliyik” dedi Fors. “Bu, xassələri tənzimləmək və digər materialları təkrar emal etmək üçün ümumi bir yol olmalıdır.”

Daha çox məlumat: Jenny Hu et al, Molekulyar Çəki Distribution-based Machine Learning ilə Polimerlərin Dizaynı, Amerika Kimya Cəmiyyətinin jurnalı (2025). DOI: 10.1021/jacs.4c16325

Jurnal məlumatı: Amerika Kimya Cəmiyyətinin jurnalı 

Cornell Universiteti tərəfindən təmin edilmişdir