محققان مؤسسه ملی علوم کوانتومی و فناوری ژاپن (QST) با بهره‌گیری از پرتو الکترونی، موفق به توسعه روشی برای بازیافت تفلون شده‌اند که انرژی مورد نیاز را نصف می‌کند.
به گزارش تکناک، این محققان موفق شده‌اند با استفاده از پرتو الکترونی و حرارت متوسط، پلی‌تترافلوئورواتیلن یا همان تفلون را در دمای ۳۷۰ درجه سانتی‌گراد به طور کامل تجزیه کنند. این دما به‌مراتب کمتر از دمای مورد نیاز در روش‌های صنعتی فعلی است که بین ۶۰۰ تا ۱۰۰۰ درجه سانتی‌گراد می‌باشد.
تیم تحقیقاتی بیان کرد که روش‌های سنتی بازیافت تفلون مانند پیرولیز به ۲/۸ تا ۴ مگاوات ساعت انرژی به‌ازای هر تن مواد نیاز دارند، اما این روش جدید، این مصرف انرژی را به نصف کاهش می‌دهد.
دکتر آکیرا ایدساکی، محقق ارشد این پروژه گفت: «با اعمال حرارت همزمان با تابش پرتو، توانستیم مصرف انرژی مورد نیاز برای تجزیه تفلون را تا ۵۰ درصد کاهش دهیم. این تحول می‌تواند بازیافت صنعتی پلیمرهای فلوئوردار را بسیار اقتصادی‌تر کند.»
فهرست مطالب
نقش ترکیب حرارت و تابش در بازیافت بهتر تفلون
کارایی بالای این روش ناشی از ترکیب پرتو الکترونی با دمای متوسط است. بررسی‌ها نشان داد که اگر تفلون در دمای اتاق (۳۰ درجه سانتی‌گراد) تحت تابش قرار گیرد، تنها ۱۰ درصد آن تجزیه می‌شود. اما در دمای ۲۷۰ درجه سانتی‌گراد این رقم به ۸۶ درصد می‌رسد و در ۳۷۰ درجه به طور کامل تجزیه می‌شود.
محصولات جانبی قابل استفاده در صنعت
تفلون جامد در فرایند تجزیه به گازهایی مانند فلوئوروکربن‌های اکسیدشده و پرفلوئورآلکان‌ها تبدیل می‌شود. پژوهشگران معتقد هستند که این گازها قابلیت بازیافت و استفاده به عنوان مواد اولیه در صنایع شیمیایی را دارند و می‌توانند در چارچوب اقتصاد چرخشی به کار گرفته شوند.
تغییر ساختار داخلی با روش جدید بازیافت تفلون
علاوه بر تجزیه کامل، این روش باعث تغییر ساختار درونی تفلون نیز می‌شود، که به افزایش راندمان فرایند در دماهای بالا کمک می‌کند.
دکتر هائو یو، یکی از پژوهشگران این مطالعه توضیح داد: «پرتودهی در دمای بالا نه تنها تجزیه را تسریع می‌کند، بلکه ساختار داخلی تفلون را هم تغییر می‌دهد، که عامل مؤثری در کارایی بهتر این روش است.»
راهکاری برای مقابله با آلاینده‌های ماندگار
تفلون یکی از اعضای خانواده PFAS است، ترکیباتی که به دلیل پیوندهای قوی کربن–فلوئور، در طبیعت تجزیه‌ناپذیر هستند و به «مواد شیمیایی ماندگار» شهرت دارند. این ویژگی‌ها باعث کاربرد گسترده در صنعت شده است، اما به یکی از معضلات محیط زیستی جدی نیز تبدیل شده‌اند.
دکتر یاسوناری مائکاوا، سرپرست این پروژه عنوان کرد: «امیدوار هستیم که این فناوری بتواند نقش مهمی در بازیافت ایمن، پاک و مقرون‌به‌صرفه آلاینده‌های صنعتی ایفا کند.»
تلاش جهانی برای حذف PFASها
پژوهشگران در نقاط مختلف جهان به دنبال روش‌های نوینی برای حذف آلاینده‌های PFAS هستند. محققان دانشگاه لستر در بریتانیا به‌تازگی راهکاری ارائه کرده‌اند که با استفاده از امواج صوتی، این مواد را بدون استفاده از مواد شیمیایی خطرناک تجزیه می‌کند.
فناوری پرتو الکترونی در ژاپن، راهی نوین برای بازیافت ایمن و کم‌هزینه تفلون فراهم کرده است. با تجزیه کامل در دمای پایین‌تر و تولید گازهای قابل استفاده مجدد، این روش می‌تواند نقطه عطفی در مدیریت زباله‌های شیمیایی بادوام باشد و به حل معضل جهانی PFAS کمک کند.
