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Acrylic glass, the transparent polymer used in windowpanes, car taillights and furniture, is well suited to recycling, yet much of it still ends up as waste. At ETH Zurich, materials scientist Athina Anastasaki and her team have now reported a lab method that turns it back into its raw material with a yield of up to 98%, at a temperature of just over 200°C.
El plexiglás, el polímero transparente que se usa en cristales de ventanas, pilotos de coches y muebles, es muy adecuado para el reciclaje, pero gran parte acaba aún como residuo. En ETH Zúrich, la científica de materiales Athina Anastasaki y su equipo han presentado ahora un método de laboratorio que lo convierte de nuevo en su materia prima, con un rendimiento de hasta el 98 %, a una temperatura de poco más de 200 °C.
The key step is depolymerization, the breaking of a polymer's long chains back into their monomers, the small molecules that serve as building blocks. Anastasaki's group had shown earlier that this was possible in principle, but only under specific conditions: the polymer chains had to be chemically altered to add weak points, or large amounts of solvents, catalysts or UV light were needed. Another chemical recycling route, pyrolysis, works above 400°C and often leaves the recovered monomers with impurities of up to 3%, which can degrade the quality of the new plastic made from them.
El paso clave es la despolimerización, es decir, la ruptura de las largas cadenas de un polímero para devolverlas a sus monómeros, las pequeñas moléculas que sirven como bloques básicos. El grupo de Anastasaki había demostrado antes que esto era posible en principio, pero solo en condiciones específicas: las cadenas del polímero tenían que modificarse químicamente para añadir puntos débiles, o se necesitaban grandes cantidades de disolventes, catalizadores o luz ultravioleta. Otra vía de reciclaje químico, la pirólisis, funciona por encima de 400 °C y a menudo deja los monómeros recuperados con impurezas de hasta un 3 %, lo que puede degradar la calidad del nuevo plástico fabricado con ellos.
The new approach relies on a single substance from the class of N-hydroxyimides. Richard Whitfield, lead author of the study in Nature Chemistry and a former research associate in Anastasaki's group, describes the search that led to it: the team tested candidates systematically until it found this one. Once it is added, the reagent attacks the chains and the reaction proceeds without further intervention. Anastasaki says the team was surprised that one compound was enough. The work was carried out with ETH chemistry professors Tae-Lim Choi and Gunnar Jeschke, whose input she described as essential.
El nuevo enfoque se basa en una única sustancia de la clase de las N-hidroxiimidas. Richard Whitfield, autor principal del estudio publicado en Nature Chemistry y antiguo investigador asociado en el grupo de Anastasaki, describe la búsqueda que llevó a ella: el equipo probó candidatos de forma sistemática hasta dar con esta. Una vez añadida, el reactivo ataca las cadenas y la reacción avanza sin más intervención. Anastasaki afirma que al equipo le sorprendió que bastara un solo compuesto. El trabajo se llevó a cabo junto con los profesores de química de ETH Tae-Lim Choi y Gunnar Jeschke, cuya aportación calificó de esencial.
For companies, the most concrete change is in the equipment. Anastasaki explains that earlier methods would have required firms to modify their processes and plants, a cost she judges too high for most of them. The new method, according to the researchers, could run on existing infrastructure with standard processes. ETH Zurich has filed a patent application and is now looking for licensees, and the chemical industry has shown interest. No date for an industrial rollout has been announced: the next steps are scaling up and mapping the reaction in detail.
Para las empresas, el cambio más concreto está en el equipamiento. Anastasaki explica que los métodos anteriores habrían obligado a las compañías a modificar sus procesos y plantas, un coste que considera demasiado alto para la mayoría. El nuevo método, según los investigadores, podría funcionar con la infraestructura existente y con procesos estándar. ETH Zúrich ha presentado una solicitud de patente y ahora busca licenciatarios, y la industria química ha mostrado interés. No se ha anunciado ninguna fecha para su implantación industrial: los próximos pasos son ampliar la escala y cartografiar la reacción en detalle.
The limits are clear. The method works on acrylic glass only, and other plastics need other approaches. Anastasaki says her group will try to apply the same principle to polystyrene, one of the most widely used plastics in the world, but that is an intention, not a result. For now, the figures come from laboratory experiments, and they will have to be reproduced at larger scale before anyone can judge what the process would cost and yield in a plant.
Los límites están claros. El método solo funciona con el plexiglás, y otros plásticos requieren otros enfoques. Anastasaki afirma que su grupo intentará aplicar el mismo principio al poliestireno, uno de los plásticos más usados del mundo, pero eso es una intención, no un resultado. Por ahora, las cifras proceden de experimentos de laboratorio y deberán reproducirse a mayor escala antes de que nadie pueda juzgar cuánto costaría el proceso y qué rendimiento tendría en una planta.