Miniticle Sains

Terobosan Daur Ulang Plastik Generasi Baru

Monomer plastik PDK dapat didaur ulang berulang-ulang menjadi bahan baru dalam berbagai warna, ukuran, dan bentuk,

Karena sifatnya yang ringan tapi kuat, plastik banyak digunakan untuk berbagai keperluan sampai kita tak lagi membutuhkannya. Karena plastik mengandung berbagai aditif, seperti pewarna, pengisi, atau penghambat nyala, sangat sedikit plastik yang dapat didaur ulang tanpa kehilangan kinerja atau estetika. Bahkan plastik yang paling mudah didaur ulang, PET – atau (poli etilen tereftalat) – hanya dapat didaur ulang sebesar 20-30% , sisanya biasanya dimasukkan insinerator atau tempat pembuangan sampah, di mana bahan yang kaya karbon membutuhkan waktu berabad-abad untuk terurai.

Sekarang, sebuah tim peneliti di Laboratorium Energi AS (DOE) Lawrence Berkeley National Laboratory (Berkeley Lab) telah merancang plastik daur ulang yang dapat dibongkar (seperti mainan Lego) menjadi bagian-bagian penyusunnya pada tingkat molekuler, dan kemudian disusun kembali menjadi bentuk, tekstur, dan warna yang berbeda berulang-ulang tanpa kehilangan kinerja atau kualitas. Bahan baru, yang disebut poly diketoenamine , atau PDK, dilaporkan dalam jurnal Nature Chemistry .

Semua plastik, dari botol air hingga suku cadang kendaraan bermotor, terdiri dari molekul besar yang disebut polimer, yang terdiri dari unit berulang senyawa yang mengandung karbon lebih pendek yang disebut monomer.

Menurut para peneliti, masalah dengan banyak plastik adalah bahwa bahan kimia yang ditambahkan untuk membuatnya berguna – seperti pengisi yang membuat plastik keras, atau plasticizer yang membuat plastik fleksibel – terikat erat pada monomer dan tetap di dalam plastik bahkan setelah diproses daur ulang.

Selama pemrosesan di pabrik daur ulang, plastik dengan komposisi kimia yang berbeda – plastik keras, plastik elastis, plastik bening, plastik berwarna permen – dicampur bersama dan digiling menjadi potongan-potongan. Ketika ‘gado-gado plastik cincang’ tersebut dicairkan untuk membuat bahan baru, sulit untuk memprediksi sifat mana yang akan diwarisi dari plastik asli.


Tidak seperti plastik konvensional, monomer plastik PDK dapat diperoleh kembali dan dibebaskan dari aditif majemuk hanya dengan mencelupkan material ke dalam larutan yang sangat asam. (Kredit: Peter Christensen et al./Berkeley Lab)

Jadi, ketika tas belanja yang dapat digunakan kembali yang terbuat dari plastik daur ulang menjadi usang karena keausan, dan tidak dapat didaur ulang untuk membuat produk baru. Dengan begitu, tas telah mencapai akhir hidupnya, entah itu dibakar untuk menghasilkan panas, listrik, atau bahan bakar, atau berakhir di tempat pembuangan sampah, kata Helms.

Daur ulang plastik satu monomer sekaligus


Video selang waktu ini menunjukkan sepotong plastik PDK dalam asam karena terdegradasi ke blok pembangun molekulnya – monomer. Asam membantu memutus ikatan antara monomer dan memisahkannya dari zat kimia tambahan yang memberi tampilan dan rasa plastik. (Kredit: Peter Christensen / Berkeley Lab)

Para peneliti ingin mengalihkan plastik dari tempat pembuangan sampah dan lautan dengan memberi insentif pada pemulihan dan penggunaan kembali plastik, yang dapat dimungkinkan dengan polimer yang terbentuk dari PDK. “Dengan PDK, ikatan plastik konvensional yang tidak dapat diganti diganti dengan ikatan reversibel yang memungkinkan plastik didaur ulang secara lebih efektif,” kata Helms.

Tidak seperti plastik konvensional, monomer plastik PDK dapat diperoleh kembali dan dibebaskan dari aditif majemuk hanya dengan mencelupkan material ke dalam larutan yang sangat asam. Asam membantu memutus ikatan antara monomer dan memisahkannya dari zat kimia tambahan yang memberi tampilan plastik.

Setelah menguji berbagai formulasi di Foundry Molecular, mereka menunjukkan bahwa asam tidak hanya memecah polimer PDK menjadi monomer, tetapi juga memungkinkan monomer dipisahkan dari aditif yang terjalin.

Selanjutnya, mereka membuktikan bahwa monomer PDK yang dipulihkan dapat dibuat kembali menjadi polimer, dan polimer daur ulang tersebut dapat membentuk bahan plastik baru tanpa mewarisi warna atau fitur lain dari bahan asli – sehingga gelang jam hitam yang dibuang ke tempat sampah dapat kembali menemukan kehidupan baru sebagai keyboard komputer jika dibuat dengan plastik PDK. Mereka juga dapat memutakhirkan plastik dengan menambahkan fitur tambahan, seperti fleksibilitas.


 Daur ulang loop tertutup dari PDK kovalen dinamis. Sumber: Nature Chemistry

Baca selengkapnya: DOE / Lawrence Berkeley National Laboratory 
Publikasi Ilmiah: Nature Chemistry

Artikel Terkait:

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *