প্লাস্টিক ভাঙ্গার জন্য একটি অনন্য অনুঘটক প্লাস্টিক আপসাইক্লিংয়ের পথ প্রশস্ত করে

অনুঘটকের দুটি বৈচিত্রের ভিজ্যুয়াল, অভ্যন্তর দেখানোর জন্য শেলের একটি অংশ সরানো হয়েছে। সাদা গোলকটি সিলিকা শেলকে প্রতিনিধিত্ব করে, গর্তগুলি হল ছিদ্র। উজ্জ্বল সবুজ গোলকগুলি অনুঘটক সাইটগুলিকে প্রতিনিধিত্ব করে, বাম দিকেরগুলি ডানদিকেরগুলির চেয়ে অনেক ছোট। লম্বা লাল স্ট্রিংগুলি পলিমার চেইনের প্রতিনিধিত্ব করে, এবং ছোট স্ট্রিংগুলি অনুঘটকের পরে পণ্য। সমস্ত ছোট স্ট্রিং আকারে অনুরূপ, অনুঘটক বৈচিত্র জুড়ে সামঞ্জস্যপূর্ণ নির্বাচনের প্রতিনিধিত্ব করে। উপরন্তু, ছোট অনুঘটক সাইট দ্বারা উত্পাদিত আরো ছোট চেইন আছে কারণ প্রতিক্রিয়া আরো দ্রুত ঘটে। ক্রেডিট: Argonne ন্যাশনাল ল্যাবরেটরি, মার্কিন শক্তি বিভাগের সৌজন্যে ছবি

প্লাস্টিক আপসাইক্লিং প্রযুক্তিগুলি প্লাস্টিক ভাঙ্গার জন্য সম্প্রতি উন্নত একটি অনুঘটক দ্বারা উন্নত হচ্ছে। অ্যামেস ল্যাবরেটরির বিজ্ঞানীদের নেতৃত্বে একদল বিজ্ঞানী এই আবিষ্কার করেন প্রথম প্রক্রিয়াশীল অজৈব অনুঘটক 2020 সালে পলিওলিফিন প্লাস্টিককে অণুতে বিনির্মাণ করতে যা আরও মূল্যবান পণ্য তৈরি করতে ব্যবহার করা যেতে পারে। দলটি এখন পছন্দসই পণ্যগুলিকে ত্যাগ না করে রূপান্তরকে গতিশীল করার জন্য একটি কৌশল তৈরি করেছে এবং যাচাই করেছে৷

অনুঘটকটি মূলত অ্যামস ল্যাবরেটরির বিজ্ঞানী ওয়েনিউ হুয়াং দ্বারা ডিজাইন করা হয়েছিল। এটি একটি কঠিন সিলিকা কোরে সমর্থিত প্ল্যাটিনাম কণা নিয়ে গঠিত এবং অভিন্ন ছিদ্র সহ একটি সিলিকা শেল দ্বারা বেষ্টিত যা অনুঘটক সাইটগুলিতে অ্যাক্সেস সরবরাহ করে। প্ল্যাটিনামের মোট প্রয়োজনীয় পরিমাণ খুবই কম, যা প্লাটিনামের উচ্চ মূল্য এবং সীমিত সরবরাহের কারণে গুরুত্বপূর্ণ। ডিকনস্ট্রাকশন পরীক্ষা-নিরীক্ষার সময়, লম্বা পলিমার চেইনগুলি ছিদ্রগুলির মধ্যে থ্রেড করে এবং অনুঘটক সাইটগুলির সাথে যোগাযোগ করে এবং তারপরে চেইনগুলি ছোট আকারের টুকরোগুলিতে ভেঙে যায় যা আর প্লাস্টিক উপাদান নয় (আরো বিশদ বিবরণের জন্য উপরের ছবিটি দেখুন)।


অ্যারন সাডোর মতে, অ্যামেস ল্যাবের একজন বিজ্ঞানী এবং পরিচালক ড ইনস্টিটিউট ফর কোঅপারেটিভ আপসাইক্লিং অফ প্লাস্টিক (iCOUP), দলটি অনুঘটকের তিনটি বৈচিত্র তৈরি করেছে। প্রতিটি বৈচিত্র্যের একই আকারের কোর এবং ছিদ্রযুক্ত শেল ছিল, কিন্তু প্ল্যাটিনাম কণার ব্যাস 1.7 থেকে 2.9 থেকে 5.0 nm পর্যন্ত।

গবেষকরা অনুমান করেছিলেন যে প্ল্যাটিনাম কণার আকারের পার্থক্য পণ্য চেইনের দৈর্ঘ্যকে প্রভাবিত করবে, তাই বড় প্ল্যাটিনাম কণাগুলি দীর্ঘ চেইন তৈরি করবে এবং ছোটগুলি ছোট চেইন তৈরি করবে। যাইহোক, দলটি আবিষ্কার করেছে যে তিনটি অনুঘটকের জন্য পণ্য চেইনের দৈর্ঘ্য একই আকারের।

"সাহিত্যে, কার্বন-কার্বন বন্ড ক্লিভেজ প্রতিক্রিয়াগুলির জন্য নির্বাচনীতা সাধারণত প্ল্যাটিনাম ন্যানো পার্টিকেলগুলির আকারের সাথে পরিবর্তিত হয়। ছিদ্রের নীচে প্ল্যাটিনাম স্থাপন করে, আমরা বেশ অনন্য কিছু দেখেছি, "স্যাডো বলেছিলেন।



পরিবর্তে, যে হারে চেইনগুলিকে ছোট অণুতে ভাঙ্গা হয়েছিল তা তিনটি অনুঘটকের জন্য আলাদা ছিল। বৃহত্তর প্ল্যাটিনাম কণাগুলি দীর্ঘ পলিমার চেইনের সাথে আরও ধীরে ধীরে প্রতিক্রিয়া দেখায় যখন ছোটগুলি আরও দ্রুত প্রতিক্রিয়া জানায়। এই বর্ধিত হার ছোট ন্যানো পার্টিকেলগুলির পৃষ্ঠে প্রান্ত এবং কোণার প্ল্যাটিনাম সাইটগুলির উচ্চ শতাংশের ফলে হতে পারে। এই সাইটগুলি কণার মুখে অবস্থিত প্ল্যাটিনামের চেয়ে পলিমার চেইন ক্লিভ করার জন্য বেশি সক্রিয়।

স্যাডোর মতে, ফলাফলগুলি গুরুত্বপূর্ণ কারণ তারা দেখায় যে কার্যকলাপগুলি এই প্রতিক্রিয়াগুলির নির্বাচন থেকে স্বাধীনভাবে সামঞ্জস্য করা যেতে পারে। "এখন, আমরা আত্মবিশ্বাসী যে আমরা একটি আরও সক্রিয় অনুঘটক তৈরি করতে পারি যা পলিমারকে আরও দ্রুত চিবিয়ে দেবে, যখন অনুঘটক কাঠামোগত পরামিতিগুলি নির্দিষ্ট পণ্যের চেইন দৈর্ঘ্যে ডায়াল করতে ব্যবহার করবে," তিনি বলেছিলেন।

হুয়াং ব্যাখ্যা করেছেন যে সাধারণভাবে ছিদ্রযুক্ত অনুঘটকগুলিতে এই ধরণের বৃহত্তর অণু প্রতিক্রিয়া ব্যাপকভাবে অধ্যয়ন করা হয় না। সুতরাং, গবেষণাটি মৌলিক বিজ্ঞান বোঝার পাশাপাশি প্লাস্টিক আপসাইক্লিং করার জন্য কীভাবে কাজ করে তা বোঝার জন্য গুরুত্বপূর্ণ।

“আমাদের সত্যিই সিস্টেমটি আরও বুঝতে হবে কারণ আমরা এখনও প্রতিদিন নতুন জিনিস শিখছি। আমরা অন্যান্য পরামিতিগুলি অন্বেষণ করছি যা আমরা আরও উৎপাদনের হার বাড়াতে এবং পণ্য বন্টন পরিবর্তন করতে টিউন করতে পারি,” হুয়াং বলেছেন। "সুতরাং আমাদের তালিকায় অনেক নতুন জিনিস আমাদের আবিষ্কারের জন্য অপেক্ষা করছে।"


রেফারেন্স: Xun Wu, Akalanka Tennakoon, Ryan Yappert, Michaela Esveld, Magali S. Ferrandon, Ryan A. Hackler, M. Lainne, M. Lainne, Ryan Yappert দ্বারা "পলিওলফিনের দক্ষ এবং নির্বাচনী হাইড্রোজেনোলাইসিসের দিকে পরিচালিত একটি মেসোপোরাস আর্কিটেকচারে এম্বেডেড সাইজ-নিয়ন্ত্রিত ন্যানো পার্টিকেলস" হেইডেন, ম্যাসিমিলিয়ানো ডেলফেরো, ব্যারন পিটার্স, অ্যারন ডি. স্যাডো এবং ওয়েনিউ হুয়াং, 23 ফেব্রুয়ারি 2022, আমেরিকান কেমিক্যাল সোসাইটির জার্নাল.
DOI: 10.1021/jacs.1c11694

গবেষণাটি অ্যামস ল্যাবরেটরির নেতৃত্বে ইনস্টিটিউট ফর কোঅপারেটিভ আপসাইক্লিং অফ প্লাস্টিক (iCOUP) দ্বারা পরিচালিত হয়েছিল। iCOUP হল একটি Energy Frontier Research Center যা Ames Laboratory, Argonne National Laboratory, UC Santa Barbara, University of South Carolina, Cornell University, এর বিজ্ঞানীদের নিয়ে গঠিত। নর্থওয়েস্টার্ন বিশ্ববিদ্যালয়, এবং ইলিনয় ইউনিভার্সিটি আরবানা-চ্যাম্পেইন।