레이저 폭발은 세계의 플라스틱 문제를 해결할 수 있다.

이 방법은 전이금속 디칼코게나이드라고 불리는 2차원 물질 위에 이러한 물질을 놓은 다음 이를 조명하는 방법을 포함한다.

이번 발견은 오늘날의 기술로는 분해가 거의 불가능한 플라스틱 처리 방법을 개선할 수 있는 잠재력을 가지고 있다.

코크렐 공과대학(Cockrell School of Engineering)의 워커 기계 공학과 교수인 정 위에빙(Yuebing Zheng)은 "이러한 독특한 반응을 활용함으로써 우리는 환경 오염 물질을 가치 있고 재사용 가능한 화학 물질로 변환하여 보다 지속 가능하고 순환적인 경제 발전에 기여하는 새로운 경로를 탐색할 수 있다"라고 말했다. 그는 오스틴에 있는 텍사스 대학의 교수이자 프로젝트 리더 중 한 명이다.

"이번 발견은 환경 문제를 해결하고 녹색 화학 분야를 발전시키는 데 중요한 의미를 갖는다."

플라스틱 오염은 매년 수백만 톤의 플라스틱 폐기물이 매립지와 바다에 축적되면서 세계적인 환경 위기가 되었다. 기존의 플라스틱 분해 방법은 에너지 집약적이고 환경에 해로우며 비효율적인 경우가 많다. 연구원들은 이 새로운 발견을 활용하여 오염을 줄이기 위한 효율적인 플라스틱 재활용 기술을 개발할 계획이다.

연구진은 저전력 빛을 사용하여 플라스틱의 화학적 결합을 끊고 재료를 발광 탄소점으로 바꾸는 새로운 화학적 결합을 생성했다. 탄소 기반 나노 물질은 많은 기능으로 인해 수요가 높으며 이러한 도트는 잠재적으로 차세대 컴퓨터 장치의 메모리 저장 장치로 사용될 수 있다.

UT 오스틴에서 연구를 시작한 캘리포니아 대학교 버클리 캠퍼스의 박사후 과정 학생인 리 진강(Jingang Li)은 "자체적으로 분해되지 않는 플라스틱을 잠재적으로 활용하여 다양한 산업에 유용한 것으로 바꾸는 것은 흥미로운 일이다."라고 말했다.

특정 반응을 C-H 활성화라고 하며, 유기 분자의 탄소-수소 결합이 선택적으로 끊어져 새로운 화학 결합으로 변환된다. 이 연구에서 2차원 물질은 수소 분자가 가스로 변하는 반응을 촉매했다. 이는 탄소 분자가 서로 결합하여 정보를 저장하는 점을 형성하는 방법을 열었다.

광 구동 C-H 활성화 프로세스를 최적화하고 산업 응용 분야로 확장하려면 추가 연구 개발이 필요하다. 그러나 이 연구는 플라스틱 폐기물 관리에 대한 지속 가능한 솔루션을 찾는 데 있어 중요한 진전을 나타낸다.

본 연구에서 입증된 광 구동 C-H 활성화 과정은 나노재료 시스템에 일반적으로 사용되는 폴리에틸렌 및 계면활성제를 포함한 많은 장쇄 유기 화합물에 적용될 수 있다.

이 연구는 Nature Communications에 게재되었다.

출처: UT 오스틴