این ایده از یک مشکل آزمایشگاهی به ظاهر نامرتبط آشکار گردید: کاهش هزینه سوخت‌های زیستی جلبک‌ها. مانند بسیاری از فرآیندهای مرسوم پالایش پتروشیمی، پالایشگاه‌های سوخت زیستی به دنبال راه‌هایی برای استفاده از محصولات مشترک فرآیندهای خود به عنوان منبع درآمد هستند.
این سوال در مورد تصفیه زیستی جلبک‌ها نیز یکسان است. آیا لیپیدها و آمینو اسیدهای زائد حاصل از این فرآیند می‌توانند به مواد تشکیل دهنده یک دستور غذایی ارزشمند برای پلی‌یورتان تبدیل شوند که هم تجدیدپذیر و هم غیرسمی است؟
برای دونگ، پاسخ دادن به این سوال در سطح شیمیایی پایه کار آسانی بود – البته آنها می‌توانستند. دانشمندان در دهه ۱۹۵۰ نشان داده بودند که سنتز پلی‌یورتان از مواد به غیر از ایزوسیانات‌ها امکانپذیر است.
دونگ گفت، چالش واقعی این بود که چگونه می توان آن واکنش را برای رقابت با فرآیندهای مرسوم سرعت بخشید. او نیاز به تولید پلیمرهایی داشت که حداقل به خوبی مواد معمولی عمل می‌کردند، که مانع فنی اصلی برای تجاری‌سازی پلی‌یورتان‌های زیستی بود.
دونگ توضیح داد: «واکنش پذیری فرآیندهای غیر ایزوسیاناتی و مبتنی بر پایه زیستی که در مقالات توضیح داده شده است، کندتر می باشد. بنابراین ما باید مطمئن شویم که واکنش پذیری قابل مقایسه با شیمی معمولی داریم.
فرآیند NREL با توسعه فرمول‌های مبتنی بر پایه زیستی از طریق یک فرآیند شیمیایی هوشمندانه غلبه می‌کند. این فرآیند با یک فرآیند اپوکسید شدن آغاز می‌گردد، که روغن پایه را – از روغن کانولا یا روغن بذر کتان گرفته تا جلبک‌ها یا ضایعات غذایی – برای واکنش‌های شیمیایی بیشتر آماده می‌کند. با واکنش این اسیدهای چرب اپوکسید شده با کربن دی اکسید هوا یا گاز دودکش، مونومرهای کربن دار تولید می‌شود. در نهایت، دونگ مونومرهای کربن‌دار را با دی‌آمین ها (مشتق شده از اسیدهای آمینه، منبع زیستی دیگر) در یک فرآیند پلیمریزاسیون مخلوط کرده و ماده ای به عنوان رزین ایجاد می‌کند: پلی‌یورتان غیرایزوسیاناتی.
مطالعه بیشتر : میکروب های دریایی فوم پلی یورتان را تجزیه و مصرف می کنند
دونگ با جایگزینی پلی‌ال‌های مبتنی بر نفت با روغن‌های طبیعی مناسب و ایزوسیانات‌های سمی با اسیدهای آمینه زیستی، موفق به سنتز پلیمرهایی با خواصی مشابه با پلی‌یورتان معمولی شد. به عبارت دیگر، او یک جایگزین قابل تجدید و غیرسمی برای پلی یورتان معمولی ایجاد کرده بود.
پینکوس گفت: “بیش از ۳۰ درصد وزنی پلیمر نهایی کربن دی اکسید تشکیل می دهد.”
کربن دی اکسید، یک گاز گلخانه‌ای فراگیر، اغلب به عنوان یک محصول اضافی ناخوشایند در فرآیندهای مختلف صنعتی حساب می‌شود و بسیاری از شرکت‌ها را بر آن داشته تا به دنبال راه‌هایی برای جذب، حذف آن یا حتی استفاده مناسب از آن به عنوان منبع باارزش بالقوه باشند. پینکوس و دونگ با ترکیب کربن دی اکسید در ساختار پلی یورتان خود، مسیری را برای افزایش ارزش آن فراهم کرده بودند.
پینکوس ادامه داد: “بدین معناست که مواد خام کمتر به ازای هر پوند پلیمر، هزینه کمتر و اثر کلی کربن کمتر است. به نظر ما این فرصت های پایداری قابل توجهی را ارائه می دهد.”
بدون دیدگاه