Kỹ thuật này sử dụng tia laser để phân hủy các phân tử nhựa và các vật liệu khác thành các thành phần cơ bản để tái sử dụng trong tương lai. Theo đó các vật liệu này được đặt lên trên các vật liệu hai chiều gọi là dichalcogenides kim loại chuyển tiếp và sau đó thắp sáng chúng, có tiềm năng cải thiện cách chúng ta xử lý các loại nhựa gần như không thể phân hủy bằng các công nghệ hiện nay.

Yuebing Zheng, giáo sư tại Trường Kỹ thuật Cockrell, cho biết: “Bằng cách khai thác những phản ứng độc đáo này, chúng tôi có thể khám phá những con đường mới để biến các chất ô nhiễm môi trường thành các hóa chất giá trị, có thể tái sử dụng, góp phần phát triển một nền kinh tế tuần hoàn và bền vững hơn. Khám phá này có ý nghĩa quan trọng trong việc giải quyết thách thức môi trường và thúc đẩy phát triển lĩnh vực hóa học xanh”.

Xử lý ô nhiễm nhựa

Ô nhiễm nhựa đã trở thành một cuộc khủng hoảng môi trường toàn cầu, với hàng triệu tấn rác thải nhựa tích tụ tại các bãi chôn lấp và đại dương mỗi năm. Các phương pháp phân hủy nhựa thông thường thường tiêu tốn nhiều năng lượng, gây hại cho môi trường và không hiệu quả. Phát hiện mới có thể được phát triển thành các công nghệ tái chế nhựa hiệu quả nhằm giảm ô nhiễm.

Các nhà nghiên cứu đã sử dụng ánh sáng năng lượng thấp để phá vỡ liên kết hóa học của nhựa và tạo ra các liên kết hóa học mới biến vật liệu thành các chấm lượng tử carbon phát quang. Nhu cầu vật liệu nano dựa vào carbon đang ở mức cao vì chúng có nhiều khả năng và có thể được sử dụng làm bộ nhớ trong máy tính thế hệ mới.

Tiềm năng cho các ứng dụng phạm vi rộng hơn

Phản ứng cụ thể được gọi là hoạt hóa C-H, trong đó liên kết carbon-hydro trong phân tử hữu cơ bị phá vỡ có chọn lọc và chuyển thành liên kết hóa học mới. Trong nghiên cứu này, các vật liệu hai chiều đã xúc tác cho phản ứng, khiến các phân tử hydro biến thành khí, mở đường cho các phân tử carbon liên kết với nhau để tạo thành các “chấm” lưu trữ thông tin.

Tuy nhiên, cần nghiên cứu để tối ưu hóa quy trình hoạt hóa C-H điều khiển bằng ánh sáng và mở rộng quy mô cho các ứng dụng công nghiệp. Nghiên cứu này là một bước tiến lớn trong việc tìm kiếm các giải pháp bền vững để quản lý chất thải nhựa.

Quá trình hoạt hóa C-H bằng ánh sáng đề cập trong nghiên cứu này, có thể được áp dụng cho nhiều hợp chất hữu cơ chuỗi dài, bao gồm polyetylen và chất hoạt động bề mặt thường được sử dụng trong các hệ thống vật liệu nano.