Teknologi Baru Daur Ulang Plastik

Ringan namun kokoh, plastik cenderung awet. Karena kandungan zat aditif yang cukup banyak, sangat sedikit plastik yang dapat didaur ulang tanpa kehilangan kinerja atau estetika.Ringan namun kokoh, plastik cenderung awet. Karena kandungan zat aditif yang cukup banyak, sangat sedikit plastik yang dapat didaur ulang tanpa kehilangan kinerja atau estetika.

Dengan teknologi terbaru, plastik bisa didaur ulang dengan kualitas yang lebih baik. Seperti Lego Playset, para peneliti berhasil merancang plastik daur ulang yang dapat dibongkar pasang pada tingkat molekuler.

Plastik daur ulang ini bisa dibuat kembali menjadi beragam bentuk, tekstur, dan warna yang berbeda, berulang-ulang tanpa kehilangan kinerja atau kualitas. Bahkan plastik yang paling dapat didaur ulang, seperti PET - atau poli (etilen tereftalat) hanya didaur ulang dengan laju 20-30 persen, sisanya masuk ke insinerator atau tempat pembuangan sampah serta membutuhkan waktu berabad-abad untuk terurai.

Ya, saat ini sebuah tim peneliti di departemen Laboratorium Energi AS (DOE) Lawrence Berkeley National Laboratory (Berkeley Lab) telah merancang plastik daur ulang yang dapat dibongkar menjadi bagian-bagian penyusunnya pada tingkat molekuler.

Kemudian disusun kembali menjadi bentuk, tekstur, dan warna yang berbeda secara berulang-ulang tanpa kehilangan kinerja atau kualitas. Bahan baru, yang disebut poli (diketoenamin), atau PDK ini dilaporkan dalam jurnal Nature Chemistry.

"Sebagian besar plastik tidak pernah dibuat untuk didaur ulang," kata Peter Christensen, peneliti postdoctoral di Berkeley Lab's Molecular Foundry. "Tapi kami telah menemukan cara baru untuk merakit plastik yang mempertimbangkan daur ulang dari sudut pandang molekul," tambah Christensen.

Selain Christensen, peneliti lain yang terlibat dalam riset ini adalah Brett Helms, seorang staf ilmuwan di Berkeley Lab's Molecular Foundry serta sejumlah peneliti lain.

Pada dasarnya semua plastik, mulai dari botol air hingga suku cadang kendaraan bermotor, terdiri dari molekul besar yang disebut polimer dimana ia mengandung karbon lebih pendek yang disebut monomer.

Menurut para peneliti, yang menjadi masalah adalah bahan kimia yang ditambahkan untuk membuatnya berguna - seperti filler yang membuat plastik keras, atau plasticizer yang membuat plastik fleksibel tersebut terikat erat dengan monomer dan tetap di dalam plastik bahkan setelah diproses di pabrik daur ulang.

Selama pemrosesan di pabrik tersebut, plastik dengan komposisi kimia yang berbeda yakni plastik keras, plastik elastis, plastik bening, plastik berwarna permen dan lain-lain ini dicampur bersama dan digiling menjadi potongan-potongan.

Ketika campuran plastik cincang ini dicairkan untuk membuat bahan baru, sulit untuk memprediksi sifat mana yang akan diwarisi dari plastik asli. Kondisi tersebut membuat plastik daur ulang sulit untuk menjadi produk berkualitas lebih tinggi.

"Bagimana siklus daur ulang plastik adalah tantangan besar," kata Brett Helms. "Kami telah melihat dampak limbah plastik yang bocor ke ekosistem perairan kami, dan kecenderungan ini kemungkinan akan diperburuk oleh meningkatnya jumlah plastik yang diproduksi dan tekanan hilir yang ditempatkan pada infrastruktur daur ulang kota kami," tambah Brett

Konvensional

Tidak seperti plastik konvensional, monomer plastik PDK dapat diperoleh kembali dan dibebaskan dari aditif majemuk hanya dengan mencelupkan material ke dalam larutan yang sangat asam. Asam membantu memutus ikatan antara monomer dan memisahkannya dari bahan kimia aditif yang memberikan tampilan plastik.

Para peneliti pertama kali menemukan sifat yang menarik dari plastik berbasis PDK ketika Christensen mengaplikasikan berbagai asam ke gelas yang digunakan untuk membuat perekat PDK, dan memperhatikan bahwa komposisi perekat telah berubah.

Penasaran tentang bagaimana perekat telah berubah, Christensen menganalisis struktur molekul sampel dengan instrumen spektroskopi NMR (nuklir magnetic resonance). "Yang mengejutkan kami, mereka adalah monomer asli," kata Helms.

Setelah menguji berbagai formulasi di Foundry Molecular, mereka menunjukkan bahwa asam tidak hanya memecah polimer PDK menjadi monomer, tetapi proses juga memungkinkan monomer dipisahkan dari aditif yang terjalin.

Selanjutnya, mereka membuktikan bahwa monomer PDK yang dipulihkan dapat dibuat kembali menjadi polimer, dan polimer daur ulang tersebut dapat membentuk bahan plastik baru tanpa mewarisi warna atau fitur lain dari bahan asli

Masa Depan Plastik

Para peneliti percaya bahwa plastik daur ulang baru mereka bisa menjadi alternatif yang baik untuk banyak plastik yang tidak dapat didaur ulang yang digunakan saat ini.

"Kami berada pada titik kritis di mana kami perlu memikirkan infrastruktur yang diperlukan untuk memodernisasi fasilitas daur ulang untuk pemilahan dan pemrosesan limbah di masa depan," kata Helms.

"Jika fasilitas ini dirancang untuk mendaur ulang atau mendaur ulang PDK dan plastik terkait, maka kita akan dapat secara lebih efektif mengalihkan plastik dari tempat pembuangan sampah dan lautan," lanjut Helms.

Para peneliti selanjutnya berencana untuk mengembangkan plastik PDK dengan berbagai sifat termal dan mekanik untuk aplikasi yang beragam seperti tekstil, pencetakan 3D, dan busa. Selain itu, mereka ingin memperluas formulasi dengan memasukkan bahan nabati dan sumber berkelanjutan lainnya.

nik/berbagai sumber/E-6