Projetando super

Scientific Reports volume 13, Artigo número: 14163 (2023) Citar este artigo

Detalhes das métricas

Almofadas e filmes sorventes têm sido comumente usados ​​para fins de remediação ambiental, mas projetar sua estrutura interna para otimizar o acesso a todo o volume e, ao mesmo tempo, garantir economia, facilidade de fabricação, resistência suficiente e capacidade de reutilização continua sendo um desafio. Aqui, relatamos um filme sorvente trimodal de polipropileno reciclado (PP) com microporos, macro-vazios e cavidades 3D semelhantes a esponjas, desenvolvido através de dissolução seletiva, separação de fases induzida termicamente e recozimento. O sorvente possui centenas de cavidades por cm2 que são capazes de inchar até vinte e cinco vezes sua espessura, permitindo uma cinética de saturação super-rápida (dentro de 30 s) e máxima sorção de óleo (97 g/g). O mecanismo de sorção segue um modelo cinético de pseudo-segunda ordem. Além disso, o sorvente é facilmente compressível e sua estrutura é retida durante a sorção, dessorção e reabsorção do óleo, resultando em 96,5% de eficiência de reutilização. O processo de recuperação de óleo envolve a compressão manual do filme, tornando o processo de limpeza eficiente, sem necessidade de tratamento químico. O filme sorvente possui alta porosidade para sorção eficaz com resistência à tração suficiente para aplicações práticas. Nossa técnica integrada resulta em uma estrutura polimérica porosa reforçada que pode ser adaptada de acordo com as aplicações de uso final. Este estudo fornece uma solução sustentável para gestão de resíduos que oferece versatilidade em sua funcionalidade.

Os plásticos tornaram-se indispensáveis ​​devido à sua ampla gama de utilizações e características físicas significativas, que desempenham um papel crucial na economia moderna1,2. No entanto, a produção e eliminação de resíduos plásticos têm tido um grave impacto no ambiente. Estima-se que tenham sido produzidos milhares de milhões de toneladas de plásticos até à data, e a acumulação progressiva de resíduos plásticos ao longo das últimas décadas tem atraído atenção significativa3,4.

Os métodos tradicionais de tratamento de resíduos plásticos têm suas limitações. O aterro sanitário5 e a incineração6,7 são importantes fontes de gases tóxicos, bem como de micropoluentes2,8. Para resolver este problema, foram propostas várias soluções para a reciclagem de resíduos plásticos9, a fim de garantir a utilização sustentável dos recursos fósseis e proteger o ambiente. Essas soluções envolvem reciclagem mecânica, reciclagem termoquímica e upcycling. A reciclagem mecânica é amplamente utilizada para grandes resíduos plásticos, mas é limitada devido à contaminação por aditivos, degradação do material, gama limitada de materiais e complexidade de processamento10,11,12. Além disso, a pirólise é recentemente considerada um método promissor para a reciclagem termoquímica de resíduos plásticos. Porém, nem sempre pode ser uma solução viável devido ao alto consumo de energia, produção de subprodutos tóxicos e qualidade variável dos produtos resultantes3,13,14.

A reciclagem de resíduos plásticos refere-se ao processo de transformação de materiais plásticos descartados em novos produtos com maior valor e funcionalidade. Algumas abordagens não convencionais para a reciclagem de polímeros incluem solvólise, mecanoquímica, foto-reforma, biotecnologia, pirólise e métodos de dissolução/precipitação . A reciclagem de resíduos plásticos é uma solução melhor em comparação com outras formas de reciclagem devido à maior qualidade dos produtos reciclados, aos benefícios ambientais e económicos e à maior eficiência energética15,16. Produz uma gama diversificada de produtos de alto valor, como energia fotovoltaica, eletrodos de bateria, nanotubos de carbono, membranas, aditivos para reforço, bem como fibras, filmes e compósitos, mostrando o potencial para transformar resíduos em recursos valiosos e promover práticas sustentáveis17 ,18,19,20,21,22,23. A reciclagem de resíduos plásticos em absorventes de óleo também pode ser uma aplicação útil, pois pode ajudar a mitigar os impactos negativos dos derramamentos de óleo no meio ambiente, absorvendo eficazmente o óleo derramado1,24.