Идея: преобразовать некоторые типы, которые нельзя переработать, в типы, которые можно нагревать, а затем преобразовывать.

По данным Агентства по охране окружающей среды, из более чем 35,4 миллиона тонн пластика, производимого ежегодно в Соединенных Штатах, доля, которая перерабатывается, «относительно мала» - всего 8,4 процента по состоянию на 2017 год. Более одной трети в конечном итоге отправляется на свалки как отходы.

Пластмассе могут потребоваться сотни лет для разложения или химического разрушения. А при захоронении на свалках она занимают ценное место. Другие пластиковые отходы попадают в океаны, ручьи и другие водные пути.

Там они распадаются на крошечные частицы, называемые микропластиками. Некоторые содержат вредные добавки. Микропластики также могут обеспечивать поверхность, на которой могут цепляться другие загрязнители и микробы. И эти пластиковые кусочки могут накапливаться в некоторых животных и растениях, попадая потом в продукты питания.

Некоторые виды пластмасс можно плавить и преобразовывать в новые изделия. Таким образом можно переработать многие бутылки для напитков (ПЭТ), кубики LEGO и другие товары (помеченные цифрами 1 или 2). Их молекулы в основном представляют собой длинные цепочки повторяющихся групп атомов.

Однако пока нет возможности утилизировать так называемые термореактивные пластмассы. Приставка термо - относится к теплу или температуре. В процессе изготовления этих пластиков используются мягкие твердые вещества или жидкости, затем их отверждают, обычно путем нагревания.

«Большинство пластиковых компонентов в самолетах - это термореактивные материалы», - говорит Ика Манас-Злочевер. Она инженер-химик в Университете Кейс Вестерн Резерв в Кливленде, штат Огайо. «В автомобилях есть термореактивные материалы. В зданиях есть термореактивные материалы». Эти пластмассы широко используются в изделиях, от сотовых телефонов до лопастей ветряных турбин.

Их постоянные поперечные связи означают, что эти пластмассы нельзя просто расплавить и изменить. Но это может скоро измениться.

Около 10 лет назад французские исследователи разработали пластмассы с высвобождаемыми поперечными связями. Они известны как витримеры [VIH-trih-murs]. Это как танец, в котором люди меняют партнеров, - говорит Манас-Злочевер. Здесь группы атомов прощаются со своими партнерами, поскольку их поперечные связи разрываются. Затем группы объединяются для перекрестной связи с новыми партнерами.

В прошлом году Manas-Zloczower и Liang Yue, также работающие в Case Western, были частью команды, которая разработала процесс преобразования термореактивных пластиков в такие витримеры. Теперь эта группа еще больше улучшила процесс. Изготовленный таким образом пластик можно перерабатывать снова и снова.

Команда объединила кусочки одного типа термореактивного пластика с небольшим количеством соединения на основе цинка. Они добавили смесь в шаровую мельницу. Это высокоэнергетическая кофемолка, в которой используются шарики из металла или других прочных материалов. Механическая энергия шаровой мельницы превращает пластик в мелкий порошок. В процессе также создаются радикалы - молекулы с одним или несколькими неспаренными внешними электронами.

Радикалы очень активны. В смеси радикалы реагируют с другими молекулами, превращая сшитые химические связи в непостоянные типы, обнаруженные в витримерах. Теперь этот порошок можно прессовать в нагретую форму для придания ему новой формы. Позже новый пластик можно нагреть и снова отлить в форму без добавления цинка.

Таким образом, отмечают ученые, эти пластмассы «можно использовать снова и снова».