Elk jaar vervuilen meer dan acht miljoen ton plastic de oceaan, mammoet vormen, zogenaamde "vuilnisplekken" via sterke stroming. Zelfs met nieuwe inzamelmethoden, slechts 0,5 procent van dat volume wordt momenteel uit de zeeën gehaald. Een oplossing voor deze groeiende crisis is om te beginnen voorkomen dat plastic afval wordt - en onderzoekers van de Swanson School of Engineering van de Universiteit van Pittsburgh zijn een van de vijf internationale teams die zijn bekroond voor hun nieuwe oplossingen voor dit probleem.

Vandaag op de jaarlijkse bijeenkomst van het World Economic Forum in Davos, de Ellen MacArthur Foundation en NineSigma maakten de winnaars van de Circular Materials Challenge bekend. De winnaars ontvangen elk $ 200, 000 deel van de prijs van $ 1 miljoen. Samen met de winnaars van de eerdere Circular Design Challenge van $ 1 miljoen afgelopen oktober, deze innovaties zullen deelnemen aan een acceleratorprogramma van 12 maanden in samenwerking met Think Beyond Plastic, werken met experts om hun innovaties op grote schaal vermarktbaar te maken.

Het Pitt-team vertegenwoordigt het Department of Chemical and Petroleum Engineering van de Swanson School, en omvat Eric Beckman, Distinguished Service Professor en co-directeur van het Mascaro Centre for Sustainable Innovation van de universiteit, assistent-professor Susan Fullerton, en universitair hoofddocent Sachin Velankar. De groep was een van de twee winnaars in categorie 1:"Maak niet-recyclebare verpakkingen recyclebaar, " en stelt voor om nano-engineering te gebruiken om een ​​recyclebaar materiaal te creëren dat complexe meerlaagse verpakkingen kan vervangen - zoals de natuur slechts een paar moleculaire bouwstenen gebruikt om een ​​enorme verscheidenheid aan materialen te creëren.

"De afgelopen jaren had ik met belangstelling opgemerkt dat industrieën zoals de automobielindustrie, huishoudapparatuur, en zelfs aluminium blikjes transformeerden hun bedrijfsmodellen van traditionele producten naar diensten, waar goederen zijn ontworpen om te worden teruggewonnen en hergebruikt, "Zei Dr. Beckman. "Daarentegen, het paradigma van de chemische industrie heeft, voor 150 jaar, korte levensduur en eenmalig gebruik. In feite, een studie wees uit dat de Verenigde Staten slechts negen procent van hun plastic afval recyclen, ver achter op Europa (30 procent) en China (25 procent). ¹

"Omdat eenvoudige kunststoffen zijn samengesteld uit moleculen die kunnen worden gemanipuleerd om verschillende functies uit te voeren, Ik vroeg me af of we een molecuul konden transformeren van een product naar een dienst, met als meest interessante toepassingen textiel en verpakkingen."

Volgens Dr. Beckman, huidige verpakkingslagen voor voedselproducten en drankverpakkingen zijn gemaakt van verschillende materialen die verantwoordelijk zijn voor het behoud van versheid, het blokkeren van UV-licht, met inkt voor etikettering, enz. Omdat het aanvankelijke productieproces, de lagen kunnen niet gemakkelijk worden gescheiden en kunnen daarom niet worden gerecycled.

De oplossing van het Pitt-team is om de nanostructuur van polyethyleen – eenvoudig plastic – te veranderen om de eigenschappen van andere complexe materialen (zoals PET, EVOH, of zelfs aluminium) in de huidige laminaatverpakking. Aangezien de basischemie van elke laag polyethyleen zou blijven, de verpakking kan dan samen met andere kunststoffen worden ingezameld en op traditionele wijze worden gerecycled, verwijderen uit de afvalstroom.

Het belang van het verminderen en hergebruiken van plastic is duidelijk:volgens het rapport New Plastic Economy 2016 van de stichting, tegen 2050 zullen de oceanen naar verwachting meer plastic bevatten dan vis (in gewicht), en de hele plasticindustrie zal 20 procent van de totale olieproductie verbruiken, en 15 procent van het jaarlijkse koolstofbudget.

Wendy Schmidt, Hoofd filantropische partner van het New Plastics Economy-initiatief van de stichting, dat is genoteerd, "De technische innovaties die door onze winnaars zijn ontwikkeld, zijn precies wat nodig is om de verkwistende materiële cultuur van de afgelopen eeuw aan te pakken, die toenemende hoeveelheden microplastics en plastic afval op onze kusten creëert, in onze oceanen, stortplaatsen en zelfs onze eigen lichamen."

"Het maken van recyclebare verpakkingen is een van de moeilijkste uitdagingen als we een echte circulaire economie in de VS willen creëren, aangezien jaarlijks tientallen miljoenen tonnen verpakkingsafval rechtstreeks naar de stortplaats gaan, " Dr. Beckman zei. "We hopen dat ons ontwerp niet alleen een nieuwe standaard kan zetten voor hoogwaardige en recyclebare kunststoffen, maar zal mensen stimuleren om na te denken over andere manieren waarop we moleculaire producten kunnen omzetten in diensten door de natuur te spiegelen en gebruik te maken van bouwstenen voor nanostructuren."