Ngày 20 tháng 2024 năm XNUMX (Tin tức Nanowerk) Polystyrene là một loại nhựa phổ biến về cơ bản không thể tái chế khi trộn với các vật liệu khác và không thể phân hủy sinh học. Trong tạp chí Angewandte Chemie (“LCI neo peptide được thiết kế với đồng yếu tố Coban giúp tăng cường hiệu quả oxy hóa của vi hạt Polystyrene”), một nhóm nghiên cứu của Đức đã giới thiệu một chất xúc tác lai sinh học có khả năng oxy hóa các vi hạt polystyrene để tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình phân hủy tiếp theo của chúng. Chất xúc tác bao gồm một “peptit neo” được chế tạo đặc biệt bám dính vào bề mặt polystyrene và phức hợp coban có tác dụng oxy hóa polystyrene.
LCI neo peptide được thiết kế với đồng yếu tố Coban giúp nâng cao hiệu quả oxy hóa của vi hạt Polystyrene. (© Wiley) Polystyrene—một mình hoặc kết hợp với các polyme khác—có nhiều ứng dụng, từ hộp đựng sữa chua đến vỏ dụng cụ. Ở dạng bọt, chủ yếu được biết đến dưới tên thương hiệu Styrofoam, ví dụ, nó được sử dụng để cách nhiệt và đóng gói. Nhược điểm lớn của polystyrene là khả năng phân hủy sinh học kém, dẫn đến ô nhiễm môi trường. Khi sạch và không trộn lẫn với các vật liệu khác, polystyrene có thể tái chế được, nhưng không thể tái chế khi bị ô nhiễm hoặc kết hợp với các vật liệu khác. Trong các chương trình tái chế của thành phố, các sản phẩm phân hủy và chất thải nhựa polystyrene hỗn hợp, chẳng hạn như các hạt nano và vi mô polystyrene, rất khó xử lý. Vấn đề nằm ở chỗ polystyrene không thấm nước và không phân cực nên không thể phản ứng với các chất phản ứng phân cực thông thường. Để có một quy trình đơn giản, tiết kiệm và tiết kiệm năng lượng để phân hủy chất thải polystyrene hỗn hợp, trước tiên polystyrene phải được trang bị các nhóm chức năng phân cực. Một nhóm do Ulrich Schwaneberg và Jun Okuda dẫn đầu tại RWTH ở Aachen (Đức) hiện đã phát triển một chất xúc tác lai sinh học mới để thực hiện bước này. Chất xúc tác dựa trên các hợp chất được gọi là peptide neo kết hợp với phức hợp coban. Peptide neo là chuỗi peptide ngắn có thể gắn vào bề mặt. Nhóm nghiên cứu đã phát triển một peptit neo đặc biệt (LCI, Đỉnh sắc ký lỏng I) liên kết với bề mặt của polystyrene. Một gram peptide này đủ để phủ một lớp đơn lên bề mặt có diện tích lên tới 654 m2 trong vòng vài phút bằng cách phun hoặc nhúng. Một phức hợp coban có hoạt tính xúc tác được gắn vào peptit neo thông qua một đoạn liên kết ngắn. Nguyên tử coban được “bao quanh” bởi một phối tử vòng lớn, một vòng được tạo thành từ tám nguyên tử cacbon và bốn nguyên tử nitơ (TACD, 1,4,7,10-tetraazacyclododecane). Chất xúc tác làm tăng tốc độ oxy hóa các liên kết C–H trong polystyrene để tạo thành các nhóm OH phân cực (hydroxyl hóa) bằng phản ứng với Oxone (kali peroxymonosulfate), một tác nhân oxy hóa phổ biến. Sự liên kết của các peptide neo là đặc trưng của vật liệu nên trong trường hợp này, chúng cố định coban có hoạt tính xúc tác gần bề mặt polystyrene, giúp tăng tốc độ phản ứng. Quy trình đơn giản, rẻ tiền và tiết kiệm năng lượng này có thể mở rộng thông qua các ứng dụng nhúng và phun và phù hợp để sử dụng ở quy mô công nghiệp. Thông qua việc sử dụng các chất xúc tác hóa học liên hợp, khái niệm chất xúc tác lai này sử dụng liên kết đặc hiệu vật liệu bằng các peptit neo có thể cho phép phân hủy đặc trưng vật liệu của các polyme kỵ nước hơn nữa như polypropylen và polyetylen mà enzyme không thể phân hủy về mặt kinh tế.
LCI neo peptide được thiết kế với đồng yếu tố Coban giúp nâng cao hiệu quả oxy hóa của vi hạt Polystyrene. (© Wiley) Polystyrene—một mình hoặc kết hợp với các polyme khác—có nhiều ứng dụng, từ hộp đựng sữa chua đến vỏ dụng cụ. Ở dạng bọt, chủ yếu được biết đến dưới tên thương hiệu Styrofoam, ví dụ, nó được sử dụng để cách nhiệt và đóng gói. Nhược điểm lớn của polystyrene là khả năng phân hủy sinh học kém, dẫn đến ô nhiễm môi trường. Khi sạch và không trộn lẫn với các vật liệu khác, polystyrene có thể tái chế được, nhưng không thể tái chế khi bị ô nhiễm hoặc kết hợp với các vật liệu khác. Trong các chương trình tái chế của thành phố, các sản phẩm phân hủy và chất thải nhựa polystyrene hỗn hợp, chẳng hạn như các hạt nano và vi mô polystyrene, rất khó xử lý. Vấn đề nằm ở chỗ polystyrene không thấm nước và không phân cực nên không thể phản ứng với các chất phản ứng phân cực thông thường. Để có một quy trình đơn giản, tiết kiệm và tiết kiệm năng lượng để phân hủy chất thải polystyrene hỗn hợp, trước tiên polystyrene phải được trang bị các nhóm chức năng phân cực. Một nhóm do Ulrich Schwaneberg và Jun Okuda dẫn đầu tại RWTH ở Aachen (Đức) hiện đã phát triển một chất xúc tác lai sinh học mới để thực hiện bước này. Chất xúc tác dựa trên các hợp chất được gọi là peptide neo kết hợp với phức hợp coban. Peptide neo là chuỗi peptide ngắn có thể gắn vào bề mặt. Nhóm nghiên cứu đã phát triển một peptit neo đặc biệt (LCI, Đỉnh sắc ký lỏng I) liên kết với bề mặt của polystyrene. Một gram peptide này đủ để phủ một lớp đơn lên bề mặt có diện tích lên tới 654 m2 trong vòng vài phút bằng cách phun hoặc nhúng. Một phức hợp coban có hoạt tính xúc tác được gắn vào peptit neo thông qua một đoạn liên kết ngắn. Nguyên tử coban được “bao quanh” bởi một phối tử vòng lớn, một vòng được tạo thành từ tám nguyên tử cacbon và bốn nguyên tử nitơ (TACD, 1,4,7,10-tetraazacyclododecane). Chất xúc tác làm tăng tốc độ oxy hóa các liên kết C–H trong polystyrene để tạo thành các nhóm OH phân cực (hydroxyl hóa) bằng phản ứng với Oxone (kali peroxymonosulfate), một tác nhân oxy hóa phổ biến. Sự liên kết của các peptide neo là đặc trưng của vật liệu nên trong trường hợp này, chúng cố định coban có hoạt tính xúc tác gần bề mặt polystyrene, giúp tăng tốc độ phản ứng. Quy trình đơn giản, rẻ tiền và tiết kiệm năng lượng này có thể mở rộng thông qua các ứng dụng nhúng và phun và phù hợp để sử dụng ở quy mô công nghiệp. Thông qua việc sử dụng các chất xúc tác hóa học liên hợp, khái niệm chất xúc tác lai này sử dụng liên kết đặc hiệu vật liệu bằng các peptit neo có thể cho phép phân hủy đặc trưng vật liệu của các polyme kỵ nước hơn nữa như polypropylen và polyetylen mà enzyme không thể phân hủy về mặt kinh tế.
- Phân phối nội dung và PR được hỗ trợ bởi SEO. Được khuếch đại ngay hôm nay.
- PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Trao quyền cho chính mình. Truy cập Tại đây.
- PlatoAiStream. Thông minh Web3. Kiến thức khuếch đại. Truy cập Tại đây.
- Trung tâmESG. Than đá, công nghệ sạch, Năng lượng, Môi trường Hệ mặt trời, Quản lý chất thải. Truy cập Tại đây.
- PlatoSức khỏe. Tình báo thử nghiệm lâm sàng và công nghệ sinh học. Truy cập Tại đây.
- nguồn: https://www.nanowerk.com/news2/green/newsid=64691.php
