​新加坡國立大學將塑料瓶廢料轉化為超輕的超級材料

新加坡國立大學(NUS)的研究人員為解決全球塑料垃圾問題做出瞭重大貢獻,他們創造瞭一種將塑料瓶垃圾轉化為氣凝膠的方法,用於許多有用的應用。

塑料瓶通常由聚乙烯對苯二甲酸酯(PET)制成,這是世界上回收最多的塑料。由新加坡國立大學領導的研究小組利用塑料瓶廢料開發的PET氣凝膠——這是世界首創——柔軟、靈活、耐用、非常輕且易於處理。它們還具有優異的隔熱性能和較強的吸收能力。這些特性使其具有廣泛的應用前景,如建築隔熱和隔音、油污清理,以及消防服和二氧化碳吸收面罩的輕型襯裡,可用於消防救援和逃生。

​新加坡國立大學將塑料瓶廢料轉化為超輕的超級材料

塑料廢物有毒且不可生物降解。這種廢物往往最終流入海洋和垃圾填埋場,影響海洋生物,並造成地下水污染和土地稀缺等問題。在全球范圍內,塑料瓶的年消費量一直在穩步增長,預計到2021年,每年的消費量將超過5萬億噸。

塑料瓶廢物是最常見的一種塑料廢物,對環境有不利影響。該研究團隊開發瞭一種簡單、經濟、環保的方法,將塑料瓶廢料轉化為PET氣凝膠,用於多種用途。一個塑料瓶可以回收來生產a4大小的PET氣凝膠片。這種制造技術也易於大規模生產。通過這種方式,我們可以幫助減少塑料垃圾對環境的危害。

研究團隊花瞭兩年時間(從2016年8月到2018年8月)來開發制造PET氣凝膠的技術。該PET氣凝膠用途非常廣泛。我們可以給他們不同的表面處理,以定制他們為不同的應用。例如,當加入不同的甲基,PET氣凝膠可以吸收大量的油非常迅速。根據我們的實驗,它們的性能比現有的商業吸附劑高出七倍,而且非常適合清理漏油。

​新加坡國立大學將塑料瓶廢料轉化為超輕的超級材料

另一種新穎的應用是利用PET氣凝膠的隔熱性能用於消防安全應用。現有的消防服體積龐大,經常與其他呼吸和安全設備一起使用。這可能會對消防員造成傷害,尤其是在長期的行動中。

新型輕質PET氣凝膠塗上阻燃劑後,具有優異的耐熱性和穩定性。它能承受620攝氏度的高溫——這是傳統消防服隔熱層的7倍,但重量隻有傳統隔熱層的10%左右。柔軟靈活的PET氣凝膠也提供瞭更大的舒適性。

通過采用塗有阻燃劑的PET氣凝膠作為襯裡材料,消防員的外套可以變得更輕、更安全、更便宜,還可以為個人使用生產低成本的耐熱夾克。

​新加坡國立大學將塑料瓶廢料轉化為超輕的超級材料

當塗有胺類化合物時,PET氣凝膠能迅速吸收環境中的二氧化碳。它的吸收能力可與防毒面具中使用的材料相媲美,後者既昂貴又笨重。為瞭說明這一應用,研究小組將一層薄薄的PET氣凝膠嵌入到一種商用細顆粒面罩中,以制造出一種既能有效吸收灰塵顆粒又能有效吸收二氧化碳的原型面罩。

在像新加坡這樣高度城市化的國傢,使用PET氣凝膠制成的二氧化碳吸收面罩和耐熱夾克可以與高層建築的滅火器放在一起,以便在平民從火災中逃生時提供更多的保護。

新加坡國立大學的研究人員還在研究對PET氣凝膠進行簡單的表面改性,以吸收一氧化碳等有毒氣體,一氧化碳是煙霧中最致命的成分。在他們早期的工作中,研究小組已經成功地將紙張和時裝廢料分別轉化為纖維素和棉花氣凝膠。

該研究團隊已經為其新型PET氣凝膠技術申請瞭專利,並將繼續提高PET氣凝膠的性能並探索新的應用。

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