Terobosan terbaru dalam Jurnal JACS Au, menyatakan limbah plastik dapat digunakan dalam perangkat elektronik seperti sel surya dan transistor. Peneliti di Universitas Delaware (UD), AS dan Laboratorium Nasional Argonne telah menemukan reaksi kimia yang dapat mengubah bahan plastik keras Styrofoam menjadi PEDOT, polimer penghantar yang berharga.

Dipimpin oleh Laure Kayser, asisten profesor di Departemen Ilmu dan Teknik Material di UD. Tim peneliti berupaya mensintesis PEDOT dari sampah plastik.

Kolaborasi dimulai ketika Kayser terhubung dengan ahli kimia Argonne David Kaphan di sebuah acara penelitian UD. Para ahli berhipotesis bahwa PEDOT dapat diproduksi dengan mensulfonasi polistiren. Plastik sintetis yang umum ditemukan dalam wadah sekali pakai dan bahan pengemas.

Mencapai keseimbangan yang tepat.
Sulfonasi, suatu proses di mana atom hidrogen digantikan oleh asam sulfonat, digunakan dalam berbagai produk, mulai dari pewarna hingga obat-obatan. Namun, menemukan keseimbangan yang tepat dalam reaksi – efisien namun cukup lembut untuk menghindari kerusakan rantai polimer – sangatlah penting.

“Reagen yang cukup efisien untuk mendapatkan tingkat fungsionalisasi yang sangat tinggi namun tidak mengacaukan rantai polimer Anda,” jelas Kayser.

Berbulan-bulan percobaan dan kesalahan.
Tim awalnya menggunakan metode untuk mensulfonasi molekul kecil, menggunakan asam 1,3-Disulfonat imidazolium klorida ([Dsim]Cl).

Namun, polimer sulfonasi lebih kompleks karena tantangan dalam memisahkan produk sampingan dan menjaga integritas polimer.

Hal ini memerlukan percobaan dan kesalahan selama berbulan-bulan untuk mengoptimalkan kondisi dan meminimalkan reaksi samping.

“Kami menyaring pelarut organik yang berbeda, rasio molar zat sulfonasi yang berbeda, dan mengevaluasi suhu dan waktu yang berbeda untuk melihat kondisi mana yang terbaik untuk mencapai tingkat sulfonasi yang tinggi”

Kelsey Koutsoukos, kandidat doktor ilmu material

Mengubah sampah plastik menjadi bahan elektronik

Akhirnya, para peneliti mengidentifikasi kondisi yang mencapai sulfonasi polimer tinggi yang minim cacat dan efisiensi tinggi menggunakan zat sulfonasi ringan. Dengan memanfaatkan limbah styrofoam, metode mereka juga merupakan cara efisien untuk mengubah sampah plastik menjadi PEDOT. Setelah diproduksi, tim membandingkan PEDOT yang berasal dari limbah dengan versi yang tersedia secara komersial.

Analisis spesifik yang dilakukan di UD mencakup:

• Spektroskopi fotoelektron sinar-X (XPS)
• Analisis ketebalan film
• Evaluasi sel surya.

Sedangkan peralatan spektroskopi canggih Argonne memberikan karakterisasi polimer yang terperinci.

Penemuan ini akan meminimalkan timbunan sampah.

“Biasanya, untuk sulfonasi polistiren, Anda harus menggunakan reagen yang sangat keras secara berlebihan. Di sini, dengan menggunakan rasio stoikiometri berarti kita dapat meminimalkan jumlah sampah yang dihasilkan,” jelas Koutsoukos.

Tim peneliti berencana untuk mengeksplorasi lebih jauh temuan ini untuk menyempurnakan tingkat sulfonasi, yang berdampak pada sifat listrik PEDOT. Mereka bertujuan untuk menerapkan kemampuan ini pada aplikasi lain, seperti sel bahan bakar atau perangkat penyaringan air.

“Bagi komunitas perangkat elektronik, kuncinya adalah Anda dapat membuat bahan elektronik dari sampah. Juga melihat apakah kinerjanya sama baiknya dengan apa yang Anda beli secara komersial,” kata Kayser.

Upaya keberlanjutan global

Para peneliti juga melihat potensi besar untuk berkontribusi terhadap upaya keberlanjutan global dengan mengubah produk limbah menjadi bahan berharga.

“Banyak ilmuwan dan peneliti yang bekerja keras dalam upaya daur ulang dan daur ulang. Baik dengan cara kimia maupun mekanis, dan penelitian kami memberikan contoh lain tentang bagaimana kita dapat mengatasi tantangan ini,” kata Lo.

Oleh karena itu, penelitian ini tidak hanya menunjukkan metode inovatif untuk mengolah styrofoam menjadi polimer konduktif bernilai tinggi. Namun juga menggarisbawahi potensi bahan limbah plastik ini untuk digunakan dalam perangkat elektronik fungsional.

Penelitian ini menyoroti manfaat lingkungan dan penerapan praktis dari mengubah sampah plastik menjadi sumber daya elektronik yang berharga.

“Berbagai macam plastik aromatik telah disulfonasi secara efisien, termasuk polistiren yang diperluas, yang diperoleh dari kemasan sampah plastik. Kami menggunakan pendekatan ini meningkatkan sampah plastik menjadi polimer penghantar yang mengandung dua pertiga jumlah sampah plastik,” kata para peneliti.

“Bahan ini terbukti efisien dalam transistor elektrokimia organik dan sel surya hibrida berbasis silikon, menyoroti potensi pendekatan sulfonasi ini untuk mengakses elektronik berkualitas tinggi dari limbah plastik.”

Para peneliti yakin teknik inovatif mereka akan merangsang minat dalam mengembangkan pendekatan berkelanjutan terhadap material elektronik melalui peningkatan dari plastik menjadi elektronik.

Mendaur Ulang Plastik Dengan Biopigmenia

Mengurangi limbah plastik adalah langkah krusial yang dapat dimulai dengan memilih plastik yang bisa didaur ulang. Plastik daur ulang turut membantu mengurangi volume sampah yang tertimbun di tempat pembuangan.

Biopigmenia hadir dengan solusi tersebut. Aditif kami telah digunakan untuk mempercepat proses penguraian bahan plastik. Jenis plastik dari PP, PET, HDPE, LDPE, Polystyrene dan lain-lain mampu mengikat aditif kami. Sehingga menjadikannya biodegradable dan terurai secara alami, non-toxic, dan tidak menyebabkan mikroplastik.

Aditif kami juga tidak berpengaruh terhadap proses daur ulang plastik itu sendiri, sehingga membuat penyortiran plastik lebih cepat, mudah dan murah.

Hubungi kami untuk mencoba sample aditif kami secara gratis disini.

• 
• 
•