Yeni bir plastik, doğru kimyasallara maruz bırakıldığında, en basit yapıtaşlarına ayrılabiliyor ve tekrar ve tekrar yeniden inşa edilebiliyor. Araştırmacılar, 27 Nisan’da Science dergisinde yayımladıkları çalışmalarında, bu geridönüştürülebilir plastik malzemenin, daha önceki üzerinde çalışılan geridönüştürülebilir plastik malzemelerden daha dayanıklı olduğunu belirtiyorlar.
Plastikleri kolayca geri dönüştürüp kullanabilecek biçimde tasarlamak, küresel çaptaki atık plastik problemine karşı bir savaş açmak anlamına geliyor. 2017 yılında Science Advances’da yayımlanan bir çalışmaya göre, var olan plastiklerin yalnızca yüzde 10’u geridönüştürülmekte. Ancak plastik üretiminde kullandığımız malzeme o kadar ucuz ve kullanımı kolay ki; bu kolaylık yüzünden bir yılda yüzlerce milyon ton plastik üretilmesine maalesef engel olamıyoruz.
Plastik geridönüşümündeki en büyük engel, çoğu plastiğin hemen işimize yarayacak moleküllere çözünmemesidir. Bu molekülleri tekrar plastiğe ya da başka diğer ürünlere dönüştürmek, birçok kimyasal tepkimeye yol açmaktadır; ki bu da geridönüşüm sürecinden daha az verim alınmasına neden olmaktadır. Doğada parçalanabilir plastikler son yıllarda popüler olmalarına rağmen sadece doğru mikroorganizmaların varlığında parçalanabilmektedir. Bu plastiklerin sonu sıklıkla, çöplüklerde kalmak veya okyanusta yüzmek olmaktadır. Yapıtaşlarına ayrılabilen; ek bir işlem ya da arındırma olmadan tekrar tekrar kullanılabilen plastikler yaratmak, kirliliğin azaltılmasında kilit bir rol oynayabilir.
Edinburgh Üniversitesi’nde polimer kimyageri olan, ancak bu çalışmanın parçası olmayan Michael Shaver’a göre böyle bir plastik polimeri tasarlamak tam bir denge işi. Polimerler, monomer olarak adlandırılan küçük moleküllerin ipe dizilmiş boncuklar gibi birbirlerine bağlanarak oluşturdukları uzun zincirlerdir. Birbirlerine bağlanıp polimerleri oluşturabilmek için çok yüksek sıcaklığa veya çok fazla kimyasal etkileşime ihtiyaç duyan monomerler, pek de kullanışlı yapıtaşları olmayabilir. Üstelik, ortaya çıkan polimerlerin belirli yükseklikteki sıcaklıklarda kararlı yapıda olmaları gerekmektedir. Örneğin, bu polimerlerden yapılmış bir bardağın içine kahve konulduğunda, monomer zincirlerinin sağlam olmayan bir hale gelmemesi ve plastik bardağın eriyerek yapışkan bir birikintiye dönüşmemesi gerekir.
Polimer kimyageri olan Jianbo Zhu ve Colorado Eyalet Üniversitesi’ndeki çalışma arkadaşları, bu zorlu problemi çözebilmek için kollarını sıvadılar. Ekibin şansı, geçmişte kendisini oluşturan temel moleküllere ayrılabilen bir polimer yaratmak konusunda yaver gitmişti. Ancak, çalışma sonucunda kendi laboratuvarlarında ve diğer araştırmacıların laboratuvarlarında elde edilen plastik malzemeler çok yumuşak ve sıcaklığa çok duyarlı olduğu için kullanım açısından pek de verimli malzemeler değillerdi.
Bu kez, Zhu ve arkadaşları, daha öncesinde tasarladıkları küçük halka şeklindeki bir molekülü, belirli bir biçimde destekleyen bir başka halka ekleyerek değiştirdiler.Ortaya çıkan bu yeni malzemenin bükülmezlik direnci, monomerlerin oda sıcaklığında hızlı bir biçimde bir araya gelerek ısıdan etkilenmeyen polimer zincirleri oluşturmasında büyük bir rol oynadı.
Sonrasında polimerler, belirli hafif kimyasallara veya yeteri kadar yüksek ısıya maruz bırakılıp monomerlere indirgendiler. Araştırmacılar, bu döngüyü birkaç kez tekrar etmeyi başardılar; ki bu sonuç teorik açıdan ele alındığında ortaya çıkan bu polimerlerin sonsuz defa geridönüştürülebileceği anlamı ortaya çıkıyor.
Her bir monomer belirli bir yapıya ve kimyasal bileşimlere sahip olsa bile aynı şekilsel özelliklere sahip olmayabiliyor. Zhu, iki farklı yapıya sahip monomeri karıştırmanın daha da sağlam plastikler ortaya çıkarttığını belirtiyor. Shaver’a göre, bu muhtemelen sağlam plastiklerin üretimi için elimizdeki en iyi çözüm.
Yine de, bu sistem hâlâ tam olarak mükemmelliğe erişebilmiş sayılmaz. Zhu ve arkadaşları, gelecekte monomer tasarımını iyileştirerek, üretilen plastiğin daha az kırılgan bir yapıda olmasını sağlamayı ve sonrasında ise çığır açacak bu yeni ürünü piyasaya sürmeyi amaçlıyor.
