V Singapuru vyrobili první aerogel z plastových lahví  
PET lahve by mohly mít nové využití. Po relativně levném zpracování z nich vznikne pozoruhodný aerogel. Je velmi lehký, hodně porézní, ohebný a odolný. Možných aplikací se rýsuje nepřeberné množství.
Ultralehký aerogel z plastových lahví. Kredit: NUS.
Ultralehký aerogel z plastových lahví. Kredit: NUS.

Svět je plný plastového odpadu. Bylo by skvělé ho recyklovat a nejlépe na něco velmi smysluplného. Zajímavou variantu pro zpracování odpadního plastu teď nově nabízejí odborníci singapurské univerzity National University of Singapore (NUS). Vymysleli šikovný a levný postup, s nímž je možné proměnit odpadní plastové lahve na velmi užitečný aerogel. Publikoval ho časopis Colloids and Surfaces A.

 

Nhan Phan-Thien (uprostřed), Hai Minh Duong (druhýb zprava) a jejich tým. Kredit: NUS.
Nhan Phan-Thien (uprostřed), Hai Minh Duong (druhý zprava) a jejich tým. Kredit: NUS.

Materiáloví vědci Hai Minh Duong a Nhan Phan-Thien se svým týmem vytvořili svůj nový aerogel z odpadních lahví, vyrobených z běžně používaného termoplastu polyethylentereftalátu (PET). PET lahve rozřezali na tenká vlákna, která potáhli vrstvou oxidu křemičitého. Poté následuje komplexní proces, který zahrnuje chemické ošetření vláken, jejich nabobtnání a nakonec vysušení.

 

Výsledkem celého postupu je velmi lehký, porézní, ohebný a odolný aerogel. Jde o první materiál tohoto druhu, který kdo vyrobil z PET plastu. Možné aplikace PET aerogelu jsou podle jeho autorů téměř bezbřehé. Pokud by například byly na tento aerogel navázány různé methylové sloučeniny, tak by takový PET aerogel mohl vázat ropu v prostředí až sedmkrát efektivněji, než jiné komerčně dostupné sorbenty, čili látky, které dobře pohlcují kapaliny či plyny.

Nový PET aerogel jako filtr. Kredit: NUS.
Nový PET aerogel jako filtr. Kredit: NUS.


Aerogely z plastových lahví bude možné použít jako tepelnou nebo akustickou izolaci budov. Další možností je navázat na PET aerogel látky s aminoskupinou, díky čemuž se z aerogelu stane filtr zachycující prach a oxid uhličitý pro opakovaně použitelné obličejové dýchací masky. Korejský tým v současné době pracuje na úpravách povrchu materiálu aerogelu, díky nimž by PET aerogel měl pohlcovat toxické plyny, jako je například oxid uhelnatý.

 

Mezi nejvíce užitečné aplikace nového aerogelu by mohla patřit ochranná izolace obleků pro požárníky. Pokud by byl v tomto případě aerogel potažen látkami zpomalujícími hoření, tak by takový materiál mohl vydržet teploty až 620 °C. Klíčovou výhodou aerogelu by bylo, že váží zhruba jen 10 procent hmotnosti dnes běžně používané izolace v takových oblecích. Jako bonus je PET aerogel ještě k tomu měkčí a ohebnější, než stávající protipožární izolace v oblecích požárníků.


V případě tohoto aerogelu to tým NUS dotáhl až k patentování nového materiálu. Teď shánějí partnera v průmyslu, který by jim pomohl aerogel z plastových lahví vyrábět ve velkém a dostat na trh. Podle prvních ohlasů by to neměl být zásadní problém.

Literatura

National University of Singapore 2. 11. 2018, Colloids and Surfaces A 556: 37–42.

Datum: 12.11.2018
Tisk článku

Související články:

Nejlehčí materiál     Autor: Dagmar Gregorová (18.11.2011)
Lehčí než voda a pevný jako ocel     Autor: Stanislav Mihulka (04.02.2014)
Upraveným enzymem do boje s PET- odpadem     Autor: Dagmar Gregorová (10.05.2018)



Diskuze:

Další vlákna?

Novák Jiří,2018-11-16 07:24:35

Už tu byly izolace z asbestu a byl to zdravotní a ekologický průšvih. Pak se rošířila skelná vata - totéž. Teď tu máme další vláknitou izolaci... ale kdo to má furt dýchat? :-)
Navíc když si představím hořící dům, tak 620°C je směšná tepolta (hořící sirka má 650 - 850°C). A další problém - co s tím dál? Jak to chtějí recyklovat nebo se toho zbavovat?

Odpovědět

Jednodušeji

Pavel Nedbal,2018-11-13 19:04:44

Plasty pálit ve výrobě tepla/elektřiny místo ropy a zemního plynu (jednoduché, levné). Zemní plyn jako CNG používat pro pohon vozidel (levnější, více eko). Z ropy vyrábět plasty (vyzkoušená technologie). Plasty pálit...

Odpovědět


Re: Jednodušeji

Pavel Hudecek,2018-11-14 14:06:16

S tím bych též v podstatě souhlasil. Ale otázka je, zda to tak lze dělat ve velkém. Udělat dvougigawattový (abychom získali aspoň 1 GW elektřiny) plynový hořák není problém. 2giga topeniště na uhlí taky ne, ale už je to složitější, uhlí se musí drtit na prášek a pak velkou rychlostí vhánět do kotle.

Ale už se k tomu přidává logistika: Spalné teplo uhlí je nějakých 5 kWh/kg. 2giga kotel ho tedy za hodinu musí sežrat 400 tun. Vagony mají kapacitu kolem 3 t/m, takže za hodinu takovou elektrárnou projede 130 m vlaku. V zimě se mezitím musí např. rozmrazit, aby to vůbec šlo vysypávat.

Plast je ovšem zajímavější:
1. Má sice asi větší spalné teplo, ale plastový odpad má dost nízkou hustotu, takže se ho do vagónu nejspíš vejde podstatně míň. Bude to nějaký kompromis mezi náročností předzpracování a přepravním objemem.
2. Na rozdíl od uhlí není křehký a tedy není jednoduché z něj ve velkém udělat dobře homogenní drť (samozřejmě to jde, ale je to poněkud dražší, než drtit uhlí).
3. Na rozdíl od uhlí se taví. Takže rozdrcený plast nesmí do posledního okamžiku přijít do kontaktu s horkem, jinak se to slepí. Tím se navíc komplikuje rozmrazování, takže bude kvůli omezení teploty trvat déle.

Asi by šlo z komplikace udělat výhodu a plast záměrně tavit místo drcení, ale když si představím 50 kW motor na začátku linky dělající pytlíky na odpad, mám neblahé tušení, že manipulace s tou taveninou by nakonec mohla sežrat nezanedbatelné procento výkonu...

Nepochybuji o tom, že uvedené problémy nějak jdou řešit, ale také nepochybuji o tom, že je i mnoho dalších, které mě teď nenapadly a jejich řešením vzniknou problémy další a nakonec bychom se dobrali k tomu, proč se to tak nedělá.

Často se mi stává, že vymyslím, jak něco dělat lépe a jak by to bylo super, ale když začnu řešit jak by to reálně vypadalo, brzy mi dojde proč se to právě tak nedělá...

Odpovědět


Re: Re: Jednodušeji

Pavel Hudecek,2018-11-14 14:19:28

A vzhledem k tomu, jaké problémy nastávají ohledně klasické recyklace plastů (již zakázané jedy se stále vracejí do oběhu), bych se přiklonil k řešení zmíněném ve Skeptickém ekologovi: Lomborg tam počítá, jak by to vypadalo, kdyby se veškerý (nejen plast) dopad z celých USA (za předpokladu dosavadního tempa růstu jeho produkce) svážel na jedno místo. Závěr je, že za 100 let by to stále byla jen malinká tečka, kterou na mapě USA nenajdete, pokud jí dostatečně usilovně nehledáte:-)

No a za 100 let se to může zakrýt, nasypat vhodné GM bakterie a vzniklý plyn pouštět do elektrárny.

Odpovědět

Pája Vašků,2018-11-13 08:31:40

A není toto přesně to, co vlastně vůbec nechceme? Masivní dlouhodobý zdroj mikroplastového odpadu a ještě zdroj toxických zpomalovačů hoření?

Odpovědět


Re:

Milan Krnic,2018-11-13 20:42:22

Masivní dlouhodobý zdroj ekonomického růstu, jako vždy na úrok přírody, je super. Ekologie je věc jiná, do té pak budeme investovat na odstranění škod.

Odpovědět


Re: Re:

Milan Krnic,2018-11-13 20:46:13

* úkor
Čistě eko zdrojů zisku moc nebude.

Odpovědět


Re:

Pavel Hudecek,2018-11-14 14:12:39

Přesně tohle mě taky napadlo. A p. Hrnčík mi následně potvrdil neblahé tušení, že používané chemikálie z toho udělají ještě větší ekologickou katastrofu.

Odpovědět

pet

Josef Nýč,2018-11-13 04:34:51

Dobrý den.I když je toto nebezpečí reálné, je to dobrá cesta.

Odpovědět

No uvidíme, jak to dopadne

Jaroslav Štemberk,2018-11-12 23:47:31

Aby nakonec nedošlo k tomu, že výrobci PET lahví je budou prodávat rovnou ke zpracování na aerogel a výrobci aerogelu budou odmítat brát použité, aby se s nimi nemuseli čistit.

Odpovědět


Re: No uvidíme, jak to dopadne

Josef Hrncirik,2018-11-13 07:54:34

Kdyby NATO na to navěsili spoustu nitroskupin, dostali by bezva střelný prach.
Uvidíme však, kdo je ten dvaapůltý zleva na obr. 2?

Odpovědět


Re: No uvidíme, jak to dopadne

Jiří Kocurek,2018-11-13 17:20:38

Není jednoduší koupit si pytlovaný (popř. do vagonu sypaný) PET granulát a výrobu PET flašek tak zcela obejít? Rozhodne cena, otázka tedy stojí: "Jak levně čistit PET flašky pro výrobu abcd".
Přičemž co vím, tak v ČR jsou firmy, které drcené PET flašky vykupují, vyplatí se jim to. Ale nevím jak ve světě, tam to může být jinak.

Odpovědět


Re: Re: No uvidíme, jak to dopadne

Milan Krnic,2018-11-13 20:29:34

Co já vím, tak už moc nevykupují.
https://www.irozhlas.cz/zpravy-domov/kam-s-plasty-cina-omezuje-dovoz-odpadu-cesti-zpracovatele-ho-nemaji-kam-udat_1710230900_kro
Jinak s tím granulátem to vidím stejně, ovšem jako všude, rozhodne cena.

Odpovědět


Re: Re: No uvidíme, jak to dopadne

Josef Hrncirik,2018-11-13 21:40:08

Naše jediná jistota je, že láhve byly vypity a nebyly oslovsky rozřezány na vlákna.
Po rozdrcení, vytřídění drti a zbavení nečistot a důkladném vysušení z PET byl vytlačen podřadný granulát vhodný spíše jen k vytlačování a dloužení podřadnějších textilních vláken tloušťky cca 60 um klasickou textilní technologií.
Je vůbec jisto rozřezání novináře?
Sekaná (z vláken) délky 32-64 mm byla povrchově naleptána 24 hod dichlormetanem aby se vymyly apretační přísady ze zakoupené střiže; vysušena na vzduchu a ponořena do směsi lihu s tetraethoxysilikátem a vodou (1:3:1). Směs hydrolyzovali při pH 2,5 z přídavku kyseliny chlorovodíkové. Hydrolýzu dokončili přídavky čpavku do pH 7.
(Vzniklý silikagel dle snímku sporadicky chaoticky pospojoval změť sekaných vláken.) Avšak skutečný kompaktní hustý sulc byl nekompromisně vysušen čistým lihem (ze směsi je čistým lihem vyextrahována (denaturována voda) za vzniku vodky. Po staření 24 hod řídká porézní houba byla promývána roztokem trimetylchlorsilanu v hexanu a po 24 hod reakce nakonec 2x po 12 hod vyprána hexanem. Reakcí s drahým trimetylchorsilanem uvolňující kyselinu solnou hydrofobizovali povrch jinak hydrofilního silikagelu a možná, ale spíše ne i PET vlákna. Takto snadno, bez stopy po konkurenci, příjemně a ekologicky po vysušení hexanu získali superhydrofobní cca ?vatu modulu pružnosti jen 1-4 kPa silikagelových lístků na řídkém PET rounu (snímky); je to však vzájemně v rozporu s dávkou PET cca 1 g/ 100 ml; hustotou prý ?aerogelu 0,1-0,35 g/ml; obsahem popela (siliky) z termogravimetrie 10-60% či počáteční pokles voda + PET max. 20% a vynořila se trapná otázka co s ?aerogelem a s odpadními vodami.
Je to asi nepoužitelně načepýřené podle mikroskopického snímku a měkké dle modulu v tlaku a tepelně odolné max. do teploty řekněme ?280°C, kdy je PET zvlákňován vytlačováním, tj. zjevně teče. Ani kdyby to obsahovalo látky zpomalující hoření a myšlení, nemohlo to odolávat oslovské teplotě 620°C.
Ani to nezachycuje metan ev. unikající z nosičů obleků.
Dobrý vtip je chytání CO2 na ev. aminoskupinách v ev. obličejové masce.
Pevnost v tahu asi byla neměřitelná a trvalá deformace nebyla optimistická.
Publish or perish!
Tak má vypadat nekompromisní ekologický útok na plasty.

Odpovědět




Pro přispívání do diskuze musíte být přihlášeni












Tento web používá k poskytování služeb, personalizaci reklam a analýze návštěvnosti soubory cookie. Používáním tohoto webu s tím souhlasíte. Další informace