Upcycling van polymeren Onderzoekers zetten plastic afval om in materialen die water uit de lucht opvangen

Plastic afval zou een tweede leven kunnen krijgen in het opvangen van vocht uit de lucht. Onderzoekers van de Universiteit van Wenen hebben afgedankte verpakkingen, cd’s en Legoblokjes omgezet in poreuze polymeernetwerken die zelfs uit droge lucht vocht opnemen en dit bij lichte verwarming weer afgeven.

Afgedankte plastic verpakkingsmaterialen, oude cd’s en zelfs Legoblokjes kunnen worden omgezet in materialen die aanzienlijke hoeveelheden vocht uit de lucht opnemen. Materiaalchemici Anastasiia Naryshkina, Paul Schweng en Robert Woodward van de Universiteit van Wenen hebben verschillende soorten plastic afval omgezet in wateraantrekkende polymeernetwerken die zelfs in droge klimaten water opnemen en dit weer afgeven bij matige verwarming, bijvoorbeeld door zonlicht. Het onderzoek, dat zal worden gepubliceerd in Chem Circularity, biedt een manier om plastic afval een tweede leven te geven als adsorbens voor het opvangen van water uit de atmosfeer.

Plastic afval en waterschaarste vormen beide grote milieu-uitdagingen. Bij het opvangen van water uit de atmosfeer wordt waterdamp rechtstreeks uit de lucht opgevangen om vervolgens op een bepaalde manier weer vrij te laten komen en te worden verzameld; dit biedt perspectief als een gedecentraliseerde of off-grid aanvullende waterbron. Een geschikt adsorbens voor waterwinning moet vocht aantrekken, grote hoeveelheden daarvan kunnen vasthouden en bestand zijn tegen herhaalde opvang- en vrijgavecycli. Het team uit Wenen onderzocht of afgedankt plastic als uitgangsmateriaal voor deze moleculaire sponzen zou kunnen dienen.

Bepaalde kunststoffen bestaan uit aromatische polymeren, waarvan de moleculaire structuren ringen van zes koolstofatomen bevatten. Deze ringen fungeren als geschikte verbindingspunten waaraan de polymeerketens aan elkaar kunnen worden gekoppeld, waardoor een poreus netwerk met minuscule inwendige ruimtes ontstaat. Door een daaropvolgende behandeling met zwavelzuur worden sulfonzuurgroepen toegevoegd die zelfs uit relatief droge lucht water aantrekken. De onderzoekers zijn erin geslaagd dergelijke waterminnende moleculaire sponzen te produceren uit diverse polystyreenverpakkingsmaterialen, oude cd’s van polycarbonaat en Legoblokjes van acrylonitril-butadieen-styreen als grondstof. Ook hebben ze met succes een geselecteerd mengsel van afvalplastics behandeld, wat de veelzijdigheid van deze grondstoffen aantoont.

Zo kan de spons, gemaakt van polystyreen voor algemeen gebruik – het materiaal waaruit wegwerpservies en cd-doosjes worden vervaardigd – bijna 60% van zijn eigen gewicht aan water uit vochtige lucht adsorberen en zelfs 20% in droge, woestijnachtige omstandigheden. Het water kan vervolgens weer worden vrijgegeven voor opvang met behulp van milde warmtebronnen, zoals zonlicht, waarbij het grootste deel van de adsorptie/desorptie binnen een uur plaatsvindt. De sponsen zijn goed bestand tegen dit cyclische proces, wat betekent dat ze keer op keer kunnen worden gebruikt om water te genereren.

In dit onderzoek wordt een methode beschreven om diverse soorten aromatisch afvalplastic om te zetten in effectieve materialen voor het winnen van water uit de lucht, waaronder gemengde plastic grondstoffen. Er wordt momenteel verder onderzoek gedaan naar de prestaties op lange termijn en de totale benodigde grondstoffen voor de sponsachtige materialen.

Oorspronkelijk artikel: Upcycling van aromatische afvalpolymeren als adsorbentia voor het opvangen van water uit de atmosfeer; Chem Circularity; DOI:10.1016/j.checir.2026.100175