«О поверхностях мы не знаем ничего»
Апсайклинг лучше, чем ресайклинг, с точки зрения охраны окружающей среды в том числе. Как правильно использовать апсайклинг, знает Павел Постников — доктор химических наук, профессор Томского политехнического университета и руководитель научного кластера.
Мы выросли из классической органической химии — начали применять наш опыт, наши знания в области создания новых материалов. По большей части мы занимаемся фундаментальной наукой — для нас важно разрабатывать новые принципы, методы, подходы, чтобы сделать нашу жизнь лучше. Сейчас у нас есть несколько ключевых направлений, которые взаимопересекаются, обогащают друг друга. Наше классическое направление — это органическая химия, создание новых методов и подходов к получению новых полезных веществ. Данное направление возглавляет Наталья Солдатова — молодой кандидат наук. Еще одно направление — это химия стабильных радикалов, где у нас успешно работает группа, возглавляемая молодым кандидатом наук Павлом Петуниным. Мы получаем молекулярные магнетики, представляющие собой, по сути, сверхмалые магниты.
Еще одно важное направление — химия материалов. Здесь у нас выделилось еще одно поднаправление — функциональная обработка полимерных отходов. Сейчас это направление — одно из самых трендовых в мире. К сожалению, в России оно пока только зарождается — это связано в первую очередь с отсутствием культуры сбора и переработки отходов. Тем не менее, мы к этому придем в ближайшем будущем. Мы начали работать именно с точки зрения функциональной переработки, однако так или иначе занимаемся вопросами апсайклинга и ресайклинга полимерных отходов. Апсайклинг — это вторичное использование материалов и вещей с созданием для них нового функционала и увеличения их ценности. Ресайклинг означает процесс производства аналогичных по ценности материалов из отходов.
Полезный продукт из ненужного сырья
Сейчас все пластиковые отходы могут быть переработаны, утилизированы с помощью пяти главных подходов.
Очевидно, что самыми дешевыми являются захоронение либо сжигание. Захоронение создает угрозы образования частиц микропластика. С помощью сжигания мы получаем энергию, восстанавливаем энергетический баланс, однако любое сгорание полимеров приводит к тому, что мы нарушаем баланс углеродный: у нас выделяется углекислый газ, что с точки зрения проблемы глобального потепления совсем не нужно. К тому же не все полимеры можно сжигать. Например, те же самые пластиковые окна — это поливинилхлорид, он сжиганию практически не подлежит, поскольку содержит хлор, и во многих странах его сжигание запрещено.
Поэтому химики всего мира, и мы в том числе, работают над тем, как превратить полимерные отходы во что-то полезное.
Тут очень важно найти баланс между затраченными энергоресурсами, эмиссией углекислого газа и сохранением функциональных свойств полимеров. Наиболее продвинутый подход — реполимеризация, когда полимерный отход превращается опять в мономер, потом полимеризуется и мы опять получаем полимер высокого качества. Проблема этого подхода — фактически отсутствие добавленной стоимости продукта, потому что мы получаем тот же самый материал для того же самого использования, но при этом должны тратить энергию, реагенты, для того чтобы вывести этот процесс. Это не всегда выгодно.
Один из самых дешевых методов — механическая переработка, когда полимерные отходы просто раздрабливают или измельчают и формируют композитные материалы — дорожные покрытия, строительные материалы. Это очень распространенный метод, но и в таком случае образуется микропластик, как и при захоронении: дорожное движение приводит к деструкции того же самого покрытия.