دانشمندان در استرالیا و چین موفق به توسعه فناوری نوینی شدهاند که با بازیافت ماسکهای یکبار مصرف دوران همهگیری کرونا آنها را به مادهای پیشرفته برای استفاده در صنایع الکترونیک و خودروهای برقی تبدیل میکند.
به گزارش تکناک، از زمان آغاز همهگیری کرونا در سال ۲۰۲۰ تاکنون، بیش از ۹۵۰ میلیارد ماسک یکبار مصرف در سراسر جهان دور ریخته شده است، که وزنی معادل ۳.۸ میلیون تن دارد. این ماسکها که اغلب از ماده پلیپروپیلن (PP) ساخته شدهاند، عمدتاً یا در محلهای دفن زباله تجزیهناپذیر رها شدهاند، یا در زبالهسوزها سوزانده شدهاند، که هر دو مسیر، تهدیدی جدی برای محیط زیست به حساب میآیند.
بر همین اساس، تیمی از پژوهشگران دانشگاه Southern Queensland استرالیا به رهبری پروفسور پینگآن سونگ، فرایندی حلقهبسته برای بازیافت این ماسکها طراحی کرده است. در این روش، ماسکها پس از پاکسازی و خرد شدن، با اسید تانیک پوشش داده میشوند تا بار منفی پیدا کنند. سپس نانوپلیتهای گرافن با بار مثبت به صورت خودآرا به سطح الیاف متصل میشوند. این ترکیب در نهایت با فشردهسازی حرارتی در دمای ۱۴۰ درجه سانتیگراد و فشار ۵۰ مگاپاسکال به فیلمهایی مقاوم و قابل استفاده در صنعت تبدیل میشود.
محصول نهایی که با عنوان PP@G شناخته میشود، دارای هدایت حرارتی درونصفحهای ۸۷ وات بر کلوین-متر است؛ مقداری که صد برابر بیشتر از پلاستیکهای معمولی و بسیار فراتر از استانداردهای مورد نیاز برای فناوریهای ۵G و ۶G است. این فیلم در آزمایشها توانست دمای یک آرایه LED متصل به منبع ۱۲ ولتی را تا ۶۰ درجه سانتیگراد نسبت به زیرلایههای رایج کاهش دهد.
همچنین این نانوکامپوزیت، رسانایی الکتریکی ۸۹۳ زیمنس بر متر را به نمایش گذاشت و موفق به ثبت ۸۸ دسیبل محافظت الکترومغناطیسی در ضخامت ۸۰۰ میکرومتر شد. این عملکرد با بازیافت ماسکهای دوران کرونا، بیش از دو برابر بهتر از ترکیبات پیشرفتهای چون نانولولههای کربنی و MXene ارزیابی شده است. این فیلم در آزمایشهای عملی توانست نور LED را در برابر میدان الکتریکی کویل تسلا خاموش و سیگنالهای رادار را مسدود کند.
مطالعات چرخه عمر نشان میدهد که هر کیلوگرم از این ماده میتواند باعث صرفهجویی ۳.۴۷ مگاژول انرژی فسیلی و جلوگیری از انتشار ۲.۵۳ کیلوگرم معادل دیاکسیدکربن شود. همچنین تحلیل اقتصادی پروژه نشان میدهد که به ازای هر تن ماسک بازیافتشده، حدود ۴۶۸ دلار سود خالص، قابل تحقق خواهد بود.
پروفسور سونگ درباره این فناوری گفت: «نهتنها راهحلی برای مدیریت زبالههای کرونایی فراهم میکند، بلکه امکان تولید مواد پیشرفته و ارزانقیمت برای سیستمهای دفع حرارت و محافظت الکترومغناطیسی را نیز به وجود میآورد.»
تیم تحقیقاتی در حال حاضر این فناوری را به سایر زبالههای پلاستیکی الیافی مانند روپوشهای پزشکی و فیلمهای بستهبندی تعمیم داده و در حال طراحی ماژولهای اختصاصی برای ایستگاههای ۵G، باتری خودروهای برقی و سامانههای الکترونیکی هوافضا است.
برنامهریزی برای تولید آزمایشی در سال ۲۰۲۶ آغاز شده است و این تیم از دولتها خواستهاند تا با ایجاد برنامههای جمعآوری ماسک، امکان تأمین پایدار این ماده اولیه را فراهم سازند. با توجه به تداوم استفاده از ماسکهای یکبار مصرف در مراکز درمانی و آزمایشگاهی، این اقدام میتواند تأثیر زیادی در تحقق اقتصاد چرخشی و کاهش آلودگی جهانی داشته باشد.
پروژه PP@G با تلفیق مهندسی پیشرفته مواد و مدیریت هوشمند زبالهها، الگویی موفق از تبدیل تهدید زیستمحیطی به فرصت اقتصادی و فناورانه را ارائه کرده است. این طرح نهتنها پاسخی به بحران ناشی از ماسکهای کرونایی است، بلکه راهکاری پایدار برای توسعه صنایع الکترونیکی آیندهمحور نیز به حساب میآید.
