20년 2024월 XNUMX일 (나노 워크 뉴스) 폴리스티렌은 다른 재료와 혼합하면 본질적으로 재활용이 불가능하고 생분해되지 않는 널리 사용되는 플라스틱입니다. 일지에서 Angewandte Chemie ("코발트 보조인자를 포함하는 가공된 앵커 펩타이드 LCI는 폴리스티렌 미세입자의 산화 효율을 향상시킵니다."), 독일 연구팀은 폴리스티렌 미세입자를 산화시켜 후속 분해를 촉진하는 바이오하이브리드 촉매를 도입했습니다. 촉매는 폴리스티렌 표면에 부착되는 특별히 구성된 "앵커 펩타이드"와 폴리스티렌을 산화시키는 코발트 복합체로 구성됩니다.
코발트 보조 인자를 포함하는 가공된 앵커 펩타이드 LCI는 폴리스티렌 미립자의 산화 효율을 향상시킵니다. (© Wiley) 폴리스티렌은 단독으로 또는 다른 폴리머와 결합하여 요구르트 용기부터 기구 하우징까지 다양한 용도로 사용됩니다. 주로 스티로폼이라는 상표명으로 알려진 폼 형태의 이 제품은 예를 들어 단열재 및 포장재로 사용됩니다. 폴리스티렌의 가장 큰 단점은 생분해성이 좋지 않아 환경 오염으로 이어진다는 점입니다. 폴리스티렌은 깨끗하고 다른 재료와 혼합되지 않은 경우 재활용이 가능하지만 오염되거나 다른 재료와 결합된 경우에는 재활용이 불가능합니다. 도시 재활용 프로그램에서 폴리스티렌 나노입자 및 미세입자와 같은 혼합 폴리스티렌 플라스틱 폐기물 및 분해 생성물은 처리하기 어렵습니다. 문제는 폴리스티렌이 발수성이며 비극성이어서 일반적인 극성 반응물과 반응할 수 없다는 사실에 있습니다. 혼합 폴리스티렌 폐기물을 분해하는 간단하고 경제적이며 에너지 효율적인 공정을 위해서는 먼저 폴리스티렌에 극성 작용기가 장착되어야 합니다. 독일 아헨(Aachen)의 RWTH에서 Ulrich Schwaneberg와 Jun Okuda가 이끄는 팀은 이제 이 단계를 수행하기 위한 새로운 바이오하이브리드 촉매를 개발했습니다. 촉매는 코발트 복합체와 결합된 앵커 펩타이드로 알려진 화합물을 기반으로 합니다. 앵커 펩타이드는 표면에 부착할 수 있는 짧은 펩타이드 사슬입니다. 연구팀은 폴리스티렌 표면에 결합하는 특수 앵커 펩타이드(LCI, Liquid Chromatography Peak I)를 개발했습니다. 이 펩타이드 654g은 분무 또는 침지 방식으로 최대 2m1,4,7,10의 표면을 단층으로 코팅하는 데 충분합니다. 촉매 활성 코발트 복합체는 짧은 연결 조각을 통해 앵커 펩타이드에 부착됩니다. 코발트 원자는 XNUMX개의 탄소와 XNUMX개의 질소 원자로 구성된 고리인 거대고리 리간드(TACD, XNUMX-tetraazacyclododecane)로 "둘러싸여 있습니다". 촉매는 일반적인 산화제인 옥손(과산화황산칼륨)과의 반응을 통해 폴리스티렌의 C-H 결합 산화를 촉진하여 극성 OH 그룹(수산화)을 형성합니다. 앵커 펩타이드의 결합은 물질별로 다르므로 이 경우 폴리스티렌 표면 근처에 촉매 활성 코발트를 고정시켜 반응을 가속화합니다. 이 간단하고 저렴하며 에너지 효율적인 공정은 침지 및 스프레이 응용을 통해 확장 가능하며 산업 규모로 사용하기에 적합합니다. 결합된 화학 촉매의 사용을 통해 앵커 펩타이드에 의한 물질 특이적 결합을 사용하는 이 하이브리드 촉매 개념은 효소에 의해 경제적으로 분해될 수 없는 폴리프로필렌 및 폴리에틸렌과 같은 추가 소수성 폴리머의 물질 특이적 분해를 허용할 수 있습니다.
코발트 보조 인자를 포함하는 가공된 앵커 펩타이드 LCI는 폴리스티렌 미립자의 산화 효율을 향상시킵니다. (© Wiley) 폴리스티렌은 단독으로 또는 다른 폴리머와 결합하여 요구르트 용기부터 기구 하우징까지 다양한 용도로 사용됩니다. 주로 스티로폼이라는 상표명으로 알려진 폼 형태의 이 제품은 예를 들어 단열재 및 포장재로 사용됩니다. 폴리스티렌의 가장 큰 단점은 생분해성이 좋지 않아 환경 오염으로 이어진다는 점입니다. 폴리스티렌은 깨끗하고 다른 재료와 혼합되지 않은 경우 재활용이 가능하지만 오염되거나 다른 재료와 결합된 경우에는 재활용이 불가능합니다. 도시 재활용 프로그램에서 폴리스티렌 나노입자 및 미세입자와 같은 혼합 폴리스티렌 플라스틱 폐기물 및 분해 생성물은 처리하기 어렵습니다. 문제는 폴리스티렌이 발수성이며 비극성이어서 일반적인 극성 반응물과 반응할 수 없다는 사실에 있습니다. 혼합 폴리스티렌 폐기물을 분해하는 간단하고 경제적이며 에너지 효율적인 공정을 위해서는 먼저 폴리스티렌에 극성 작용기가 장착되어야 합니다. 독일 아헨(Aachen)의 RWTH에서 Ulrich Schwaneberg와 Jun Okuda가 이끄는 팀은 이제 이 단계를 수행하기 위한 새로운 바이오하이브리드 촉매를 개발했습니다. 촉매는 코발트 복합체와 결합된 앵커 펩타이드로 알려진 화합물을 기반으로 합니다. 앵커 펩타이드는 표면에 부착할 수 있는 짧은 펩타이드 사슬입니다. 연구팀은 폴리스티렌 표면에 결합하는 특수 앵커 펩타이드(LCI, Liquid Chromatography Peak I)를 개발했습니다. 이 펩타이드 654g은 분무 또는 침지 방식으로 최대 2m1,4,7,10의 표면을 단층으로 코팅하는 데 충분합니다. 촉매 활성 코발트 복합체는 짧은 연결 조각을 통해 앵커 펩타이드에 부착됩니다. 코발트 원자는 XNUMX개의 탄소와 XNUMX개의 질소 원자로 구성된 고리인 거대고리 리간드(TACD, XNUMX-tetraazacyclododecane)로 "둘러싸여 있습니다". 촉매는 일반적인 산화제인 옥손(과산화황산칼륨)과의 반응을 통해 폴리스티렌의 C-H 결합 산화를 촉진하여 극성 OH 그룹(수산화)을 형성합니다. 앵커 펩타이드의 결합은 물질별로 다르므로 이 경우 폴리스티렌 표면 근처에 촉매 활성 코발트를 고정시켜 반응을 가속화합니다. 이 간단하고 저렴하며 에너지 효율적인 공정은 침지 및 스프레이 응용을 통해 확장 가능하며 산업 규모로 사용하기에 적합합니다. 결합된 화학 촉매의 사용을 통해 앵커 펩타이드에 의한 물질 특이적 결합을 사용하는 이 하이브리드 촉매 개념은 효소에 의해 경제적으로 분해될 수 없는 폴리프로필렌 및 폴리에틸렌과 같은 추가 소수성 폴리머의 물질 특이적 분해를 허용할 수 있습니다.
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- 출처: https://www.nanowerk.com/news2/green/newsid=64691.php
