چسب فوق‌قوی از روغن سوخته؛ محصولی که حتی توان کشیدن یک خودرو را دارد

شیمیدانان با استفاده از روغن‌های مصرف‌شده آشپزی، نوعی چسب پایدار و فوق‌العاده چسبنده تولید کرده‌اند که توان تحمل صدها کیلوگرم وزن را دارد.

پژوهشگران موفق شدند روغن پسماند را به مجموعه‌ای از پلاستیک‌های بازیافتی با استحکام بالا تبدیل کنند؛ برخی از این مواد آن‌قدر مقاوم بودند که می‌شد با آن‌ها یک خودرو را یدک کشید.

به گفته نویسندگان مطالعه‌ای که ۲۸ نوامبر در Journal of the American Chemical Society منتشر شده، تبدیل مواد غیرخوراکی دورریز به پلیمرهای کاربردی، روشی پایدار برای تولید مواد جدید به شمار می‌رود.

در این مطالعه آمده است که ضایعات دورریز می‌توانند جایگزینی بالقوه و جذاب برای خوراک‌های مشتق از زیست‌توده (biomass) در تولید پلاستیک‌ها باشند.

یکی از این ضایعات دورریز، روغن مصرف‌شده آشپزی است که سالانه حدود ۳.۷ میلیارد گالن از آن تولید می‌شود. تاکنون از این روغن در تولید روان‌کننده‌ها، روکش‌های نچسب و سوخت استفاده شده، اما بخش زیادی از آن همچنان دور ریخته می‌شود. در پژوهش جدید، دانشمندان روشی یافتند که این روغن را به موادی پلاستیکی تبدیل می‌کند که هم چسبندگی بسیار بالایی دارند و هم قابل بازیافت‌اند.

روغن از زنجیره‌های بلند اسیدهای چرب تشکیل شده که به مولکول‌های گلیسرول متصل‌اند. پژوهشگران ابتدا این ساختار را به‌صورت شیمیایی شکافتند و سپس طی چند مرحله واکنش، محصولات آن را به مولکول‌های ساده‌تری تبدیل کردند.

ترکیب الکل‌ها و استرهای به‌دست‌آمده در آرایش‌های مختلف، به پژوهشگران اجازه داد تا طیفی گسترده‌ای از پلی‌استرها را بسازند. مولکول‌های استر شامل اتم کربنی هستند که با یک اکسیژن پیوند دوگانه و با اکسیژن دیگری همراه با یک زنجیره‌ی کربنی پیوند تک دارد.

بررسی ویژگی‌های این پلیمرها از جمله نقطهٔ ذوب و میزان بلورینگی، نشان داد که رفتار آن‌ها بسیار شبیه پلی‌اتیلن با چگالی کم (LDPE) است؛ پلاستیکی که معمولاً در بسته‌بندی و ساخت کیسه‌های پلاستیکی به کار می‌رود.

این پلی‌استرها به‌دلیل داشتن اتم‌های اکسیژن در ساختارشان بسیار چسبنده هستندند؛ زیرا این اتم‌ها می‌توانند با طیف گسترده‌ای از مواد پیوندهای محکمی تشکیل دهند. این ویژگی برخلاف پلی‌اتیلن با چگالی کم (LDPE) است که یک هیدروکربن ساده متشکل از فقط اتم‌های کربن و هیدروژن است و چنین چسبندگی‌ای ندارد.

در آزمایش استحکام چسبندگی، پژوهشگران دو صفحه فولادی را با این پلیمر به هم متصل کردند. این صفحات حتی با آویختن ۱۲۳ کیلوگرم وزن نیز محکم در جای خود باقی ماندند. در آزمایشی دیگر، همین دو صفحه فولادی چسب‌خورده توانستند یک خودروی سدان چهاردر را روی شیبی ملایم یدک بکشند. چنین میزان استحکامی، پلیمرهای تولیدشده را در حد قوی‌ترین چسب‌های تجاری و حتی در برخی موارد قوی‌تر، قرار می‌دهد.

به گفته پژوهشگران، این ویژگی‌ها این چسب‌ها را برای کاربردهایی مانند لایه‌های لمینیتی، چسب‌های صنعتیِ مورد استفاده در بسته‌بندی، قطعات خودرو، تجهیزات پزشکی و الکترونیکی کارآمد می‌کند.

این پلیمرهای پلی‌استری همچنین به‌سادگی به اجزای اولیه خود بازیافت می‌شوند و دوباره به پلاستیک تازه تبدیل می‌گردند. چرخه‌های متعدد بازیافت، تقریباً هیچ تغییری در خواص مواد ایجاد نکرد. برخی از این پلاستیک‌ها حتی می‌توانند همراه با پلاستیک‌های رایج مانند پلی‌اتیلن چگالی بالا و پلی‌پروپیلن، بازیافت شوند.

پژوهشگران در پایان نوشتند:

این کار پتانسیل پسماندهای غیرخوراکی زیستی را به‌عنوان منبعی تجدیدپذیر برای تولید جایگزین‌های سازگار با محیط‌زیستِ پلاستیک‌های پتروشیمیایی نشان می‌دهد.