Amerykańscy naukowcy znaleźli sposób, by góry styropianu zamienić w wydajną elektronikę. To rozwiązanie, które może przynieść wiele dobrego – także w kontekście troski o środowisko naturalne.
Styropian zamieniony w funkcjonalną elektronikę
Styropian odgrywa istotną rolę w budownictwie i życiu w ogóle – można go znaleźć między innymi w jednorazowych pojemnikach i opakowaniach. Obok wielu niezaprzeczalnych atutów ma jednak także kilka minusów, z których największym jest nieuleganie biodegradacji. Biorąc zaś pod uwagę to, jak często się z niego korzysta, prowadzi to do potencjalnie dużego problemu środowiskowego. Na szczęście jest światełko w tunelu, a właściwie to nawet mało powiedziane.
Naukowcy z Uniwersytetu Delaware i Argonne National Lab znaleźli sposób na to, by nie tylko zaradzić coś na góry odpadowego styropianu, ale wręcz wykorzystać ten materiał ponownie – w urządzeniach elektronicznych. Badacze opracowali mianowicie metodę przekształcania polistyrenu (bo tak fachowo nazywa się tworzywo znane pod handlową nazwą „styropian”) w wysokowydajny polimer PEDOT:PSS.
Czym jest PEDOT:PSS?
Przekształcanie polistyrenu w PEDOT:PSS odbywa się poprzez łagodną reakcję chemiczną. Konkretnie chodzi o sulfonowanie, czyli zastępowanie atomu wodoru kwasem sulfonowym. Największym wyzwaniem było odnalezienie odpowiednich rozpuszczalników, proporcji, temperatur i czasu reakcji. Naukowcy pochwalili się, że po wielu miesiącach prób i błędów udało im się osiągnąć satysfakcjonujące wyniki – wysoką efektywność i minimalne defekty.
Wytwarzany w ten sposób PEDOT:PSS to wszechstronny materiał wykazujący wysoką przewodność elektroniczną i jonową. Dzięki temu dobrze sprawdza się w rozmaitych urządzeniach elektronicznych. W swoim artykule naukowcy przedstawiają między innymi zakończony powodzeniem eksperyment włączenia materiału do organicznych tranzystorów elektrochemicznych i hybrydowych ogniw słonecznych na bazie krzemu.
Śmieci dobre jak mocna chemia
Osiągana przez te tranzystory i ogniwa wydajność była porównywalna z tą, jaką wykazują urządzenia wykorzystujące komercyjnie produkowany PEDOT:PSS. Tradycyjnie jest on syntezowany przy użyciu „agresywnych” środków chemicznych, co niekoniecznie sprzyja środowisku. Tym samym lista atutów proponowanego przez Amerykanów rozwiązania jeszcze bardziej się wydłuża.
Dla społeczności zajmującej się urządzeniami najważniejszy wniosek jest taki, że materiały elektroniczne można wytwarzać ze śmieci, a działają one tak samo dobrze jak te komercyjne – powiedziała prof. Laure Kayser z Uniwersytetu Delaware. Reprezentujący tę samą uczelnię Chun-Yuan Lo dodał, że wielu naukowców i badaczy ciężko pracuje nad upcyklingiem i recyklingiem, (…) a nasze badanie to kolejny przykład tego, jak możemy sprostać temu wyzwaniu.
