ابتكر فريق بحثي بقيادة الدكتور شيزانغ تشياو من جامعة أديليد، طريقة فعّالة لإعادة استخدام نفايات البولي إيثيلين (متعدد الإيثيلين) كمواد خام قيّمة، وذلك عن طريق استخدام عملية كيمياضوئية تُعرف باسم “التحفيز الضوئي”. وقد نجحوا في تحويل النفايات البلاستيكية من البولي إيثيليين إلى إيثيلين وحمض البروبيونيك مع انتقائية عالية بالاستعانة ببعض المحفزات المعندية المشتتة ذريا.
تعتمد الطريقة على تقنية التحفيز الضوئي في درجة حرارة الغرفة المقترنة بالأكسدة، وهو ما يحقق انتقائية عالية بنسبة 99% لحمض البروبيونيك في المنتج السائل. ومن الجدير بالذكر أنّ الطاقة المستخدمة في إجراء هذه العمليات هي الطاقة الشمسية المتجددة بدلا من العمليات الصناعية التي تعتمد على الوقود الأحفوري، كما أنّ المحفزات الضوئية المستخدمة غير سامة مثل ثاني أكسيد التيتانيوم مع ذرات البلاديوم المعزولة.
وتمتد أهمية البحث إلى تجاوز التحديات المتنامية التي تفرضها النفايات البلاستيكية، وخاصة مهملات البولي إيثيلين، التي تشكل غالبية النفايات البلاستيكية في العالم، والتي تتراكم في مقابر للنفايات مهددة البيئة على عدّة أصعدة. ويسلّط الدكتور تشياو الضوء على الإمكانات غير المستغلة للنفايات البلاستيكية كموارد قابلة لإعادة التدوير لإنتاج مواد بلاستيكية جديدة ومنتجات تجارية. هذا بالنظر إلى التحديات العملية المرتبطة بالخمول الكيميائي للبوليمرات والتفاعلات الجانبية الناجمة عن التراكيب المعقّدة، فإنّ ما أثبته الفريق البحثي في إعادة التدوير للنفايات تُظهر جانبا مشرقا وإن كان الأمر ما زال في مراحله الأولى.
تُعد التطبيقات المحتملة في المستقبل لهذا البحث واعدة، إذ يحل بديلا صديقا للبيئة أكثر من طرق تدوير المواد الكيميائية الحالية التي تعتمد على درجات حرارة عالية. ويمكن معالجة الإيثلين الناتج، وهو مادة خام كيميائة بالغة الأهمية، وتحويله إلى منتجات صناعية يومية الاستخدام. ويؤكد الدكتور تشياو على دور البحث في توفير حل أخضر ومستدام، وفي نفس الوقت تقليل التلوث البلاستيكي وتوليد مواد كيميائية قيمة من النفايات. ومن المتوقع أن يلهم هذا الإنجاز تصميم المحفزات الضوئية عالية الأداء لاستخدام الطاقة الشمسية والمساهمة في التطوير المستمر لتكنولوجيا إعادة تدوير النفايات التي تعتمد على الطاقة الشمسية.