Dunia jatuh cinta dengan plastik karena murah, nyaman, ringan, dan tahan lama. Untuk alasan yang sama, sekarang plastik telah mencemari Bumi.
Ahli kimia Colorado State University telah mengumumkan dalam jurnal Science satu langkah besar menuju bahan yang bebas limbah dan berkelanjutan yang suatu hari nanti dapat bersaing dengan plastik konvensional. Dipimpin oleh Eugene Chen, profesor di Departemen Kimia, mereka telah menemukan polimer dengan banyak karakteristik yang sama yang kita nikmati dalam plastik, seperti ringan, tahan panas, kuat dan daya tahan. Tetapi polimer baru ini, tidak seperti minyak petroleum biasa, dapat diubah kembali ke keadaan molekul kecil semula untuk daur ulang kimia yang lengkap. Ini dapat dicapai tanpa menggunakan bahan kimia beracun atau prosedur laboratorium intensif.
Polimer adalah kelas material yang luas yang dicirikan oleh rantai panjang yang diikat secara kimia, pengulangan unit-unit molekul yang disebut monomer. Polimer sintetik saat ini termasuk plastik, serta serat, keramik, karet, pelapis, dan banyak produk komersial lainnya.
Pekerjaan ini dibangun di atas generasi sebelumnya dari laboratorium Chen yang mendaur ulang secara kimiawi untuk pertama kalinya ditunjukkan pada tahun 2015. Proses di versi lama membutuhkan kondisi yang sangat dingin yang akan membatasi potensi di industrinya. Polimer sebelumnya juga memiliki ketahanan panas dan berat molekul yang rendah dan meskipun mirip plastik, tapi relatif rapuh.
Tetapi pengetahuan fundamental yang didapat dari studi itu tidak ternilai, kata Chen. Ini mengarah pada prinsip desain untuk mengembangkan polimer generasi masa depan yang tidak hanya dapat didaur ulang secara kimia, tetapi juga menunjukkan sifat praktis yang kuat.
Struktur polimer baru yang banyak diperbaiki menyelesaikan masalah dari materi generasi pertama. Monomer dapat dipolimerisasi dengan nyaman di bawah kondisi realistis industri yang ramah lingkungan: bebas pelarut, dilakukan pada suhu kamar, hanya dengan beberapa menit waktu reaksi dan hanya sejumlah kecil katalis yang diperlukan.
Bahan yang dihasilkan memiliki berat molekul tinggi, stabilitas termal dan kristalinitas, dan sifat mekanik yang sangat mirip dengan plastik . Yang paling penting, polimer baru ini dapat didaur ulang kembali ke aslinya, monomerisasi di bawah kondisi lab yang sejuk menggunakan katalis. Tanpa perlu pemurnian lebih lanjut, monomer dapat dipolimerisasi ulang, sehingga membentuk apa yang disebut Chen lingkaran siklus hidup bahan.
Bagian kimia inovatif ini telah membuat Chen dan rekan-rekannya bersemangat untuk masa depan di mana plastik baru lebih hijau, daripada tertahan di landfill dan lautan selama jutaan tahun, dapat dengan mudah ditempatkan dalam reaktor dan, dalam bahasa kimia, dipolimerisasi untuk memulihkan nilainya – tidak mungkin dilakukan untuk plastik petroleum saat ini. Kembali pada titik awal kimianya, bahan bisa digunakan berulang kali – benar-benar mendefinisikan apa artinya “mendaur ulang.”
“Polimer dapat didaur ulang secara kimia dan digunakan kembali, pada prinsipnya, tak terbatas,” kata Chen.
Chen menekankan bahwa teknologi polimer baru hanya ditunjukkan pada skala laboratorium akademis. Masih banyak pekerjaan yang harus dilakukan untuk menyempurnakan proses produksi monomer dan polimer yang tertunda paten yang telah ia dan rekannya ciptakan.
Dengan bantuan hibah benih dari CSU Ventures, para ahli kimia mengoptimalkan proses sintesis monomer mereka dan mengembangkan rute baru, bahkan biaya yang lebih efektif untuk polimer tersebut. Mereka juga bekerja pada masalah skalabilitas pada pengaturan daur ulang monomer-polimer-monomer mereka, selain meneliti lebih lanjut struktur kimia baru untuk bahan daur ulang yang lebih baik .
“Akan menjadi impian kami untuk melihat teknologi polimer yang dapat didaur ulang secara kimia ini terwujud di pasar,” kata Chenn.
