У полиэтилена и мыла, на первый взгляд, нет ничего общего: у них разные текстуры, внешний вид, способ изготовления и применения. Но между ними существует связь на молекулярном уровне. Химическая структура полиэтилена — одного из наиболее часто используемых пластиков — похожа на структуру жирных кислот, основы мыла. Обе молекулы состоят из длинных углеродных цепей, но жирные кислоты имеют ещё дополнительную группу атомов в конце цепи. И оказалось, что для преобразования одного вещества в другое требуется всего лишь разбить длинные цепи в полиэтилене на короткие участки. Кажется просто, но идея «потребовала» серьёзного мозгового штурма.

Исследователи из Технологического института Вирджинии работали над созданием технологии контролируемого сжигания полимеров (полимеры — вещества, состоящие из длинных «мономерных звеньев», соединённых химическими связями; из них изготавливаются многие синтетические ткани, каучуки и пластики). При горении полимеры разбиваются на более короткие цепочки, которые при полном окислении превращаются в молекулы углекислого газа. Исследователи посчитали, что подобным образом можно также разбить полимерные цепочки пластика — полиэтилена. Есть идея – надо проверить на практике.

Специалисты создали в лаборатории реактор, похожий на печь, и нагрели в нём полиэтилен в ходе термолиза с температурным градиентом. В нижней части печи температура была достаточно высокой, чтобы разбить полимерные цепочки, а в верхней части реактора температура понижалась, чтобы предотвратить дальнейшее их разложение. После термолиза учёные собрали оставшуюся сажу и подтвердили, что она представляет собой «полиэтилен с короткой цепью» — восков. Добавив ещё несколько шагов обработки сырья, включая омыление, было получено первое в мире мыло из пластика. Технология разработана конкретно для полиэтилена, однако этот же метод подойдёт для преобразования других видов пластмасс.

Учёные отмечают простоту разработки: в основе всего два компонента — тепло и пластик, хотя после этого и требуются дополнительные этапы. То есть, технология вполне рентабельна и эффективна. Более того, его воздействие на окружающую среду минимально, а переработка пластиковых отходов показывает большие перспективы.

Исследование опубликовано в журнале Science, сообщается на сайте о нанотехнологиях NanoNewsNet.