تحولی در صنعت بازیافت: تبدیل زباله های صنعتی به پلاستیک دوستدار محیط زیست از طریق فتوسنتز مصنوعی

CO2 با غلظت کم را می توان در پلاستیک های زیست تخریب پذیر با استفاده از فتوسنتز مصنوعی استفاده کرد. یک تیم تحقیقاتی به سرپرستی پروفسور یوتاکا آمائو از دانشگاه متروپولیتن اوزاکا موفق به سنتز پلی-3-هیدروکسی بوتیرات، یک پلاستیک زیست تخریب پذیر، از ضایعات استون و غلظت های پایین CO2 با استفاده از فتوسنتز مصنوعی شدند. این مطالعه با هدف استفاده مجدد از استون در جوهر ماژیک ها  و  CO2 حاصل از گاز خروجی نیروگاه ها و سایر منابع صنعتی انجام شد. در این پژوهش پس از 24 ساعت، بیش از 60 درصد استون به 3-هیدروکسی بوتیرات تبدیل شد. یافته‌های این تیم که در Green Chemistry منتشر شده است، کاربرد عملی فتوسنتز مصنوعی و توسعه فناوری در این زمینه را برای استفاده کارآمدتر از مواد زائد برجسته می‌کند.

پلی 3- هیدروکسی بوتیرات (یک پلاستیک زیست تخریب پذیر) یک پلی استر مقاوم در برابر آب است که اغلب در مواد بسته بندی استفاده می شود و 3-هیدروکسی بوتیرات به عنوان ماده اولیه ساخت این پلیمر می باشد .در مطالعات قبلی، یک تیم تحقیقاتی به رهبری پروفسور یوتاکا آمائو از مرکز تحقیقات فتوسنتز مصنوعی در دانشگاه متروپولیتن اوزاکا، دریافت که 3-هیدروکسی بوتیرات را می توان از CO2 و استون می توان سنتز کرد، اما فقط در غلظت های بالاتر CO2 یا سدیم بی کربنات قابل تولید بود. این مطالعه جدید با هدف استفاده مجدد از ضایعات استون از جوهر ماژیک ها و غلظت‌های پایین CO2  حاصل از گاز خروجی نیروگاه‌ها، کارخانه‌های شیمیایی یا کارخانه‌های فولادی انجام شد. استون یک ماده شیمیایی نسبتاً ارزان و نسبتاً بی‌ضرر است که در بسیاری از محیط‌های آزمایشگاهی مختلف، که یا برای واکنش‌ها یا به عنوان یک عامل تمیزکننده، استفاده می‌شود و استون ضایعاتی تولید می‌شود. در اینجا استون و CO2 به عنوان مواد اولیه برای سنتز 3-هیدروکسی بوتیرات با استفاده از فتوسنتز مصنوعی عمل کردند که با نوری معادل نور خورشید تغذیه می شود.

پروفسور آمائو توضیح داد: “ما توجه خود را بر اهمیت استفاده از CO2 حاصله توسط گاز خروجی از نیروگاه های حرارتی و سایر منابع برای نشان دادن کاربرد عملی فتوسنتز مصنوعی متمرکز کردیم.”  یافته‌های این پژوهشگران در 1 مارس 2023 در مجله Green Chemistry منتشر شد. پروفسور آمائو خاطر نشان کرد که در آینده، هدف ما توسعه بیشتر فناوری فتوسنتز مصنوعی است، به طوری که می تواند از استون حاصل از ضایعات مایع و همچنین گازهای خروجی از آزمایشگاه به عنوان مواد خام استفاده کرد.