Myśląc o procesie produkcji elektroniki, woda raczej nie jest na szczycie listy surowców. Wkrótce może się to zmienić dzięki odkryciu naukowców z Uniwersytetu w Tsukubie. W badaniach opublikowanych w Journal of Water Chemistry and Technology opisali oni użycie wulkanicznej wody źródlanej do produkcji plastiku, niezbędnej części wielu nowoczesnych technologii.
Wulkany i zielona chemia
Chodzi dokładnie o polianilinę (PANI), polimer powszechnie stosowany w ogniwach fotowoltaicznych, diodach świecących, membranach do wydzielania gazów czy tworzywach antykorozyjnych. Każdego roku zużywa się miliony metrów kwadratowych PANI do różnych celów, więc istnieją liczne korzyści z wytwarzania jej w możliwie najbardziej zrównoważonym rozpuszczalniku.
Czytaj też:Gdzie w Polsce są wulkany? Znaleźliśmy 7 z nich i nie wszystkie znajdują się w Sudetach
Większość ze znanych nam rozpuszczalników wykorzystywanych do produkcji PANI jest toksyczna i niekompatybilna z procesami produkcji masowej urządzeń. Jedną z niewielu realnych opcji jest etanol.
Prof. Hiromasa Goto z Uniwersytetu w Tsukubie mówi:
Niedawno zgłosiliśmy użycie etanolu, z niewielką ilością dodatku jodu, do przygotowania polianiliny. Niemniej jednak, woda jest ostatecznym rozpuszczalnikiem przyjaznym dla środowiska, a zatem byłaby jeszcze lepszą opcją.
Niestety, czysta woda się nie nadaje, bo do przekształcenia aniliny do polianiliny niezbędny jest kwas i utleniacz. Co by się stało, gdyby zamiast czystej wody użyć takiej, która zawiera już jakieś dodatki? Idealnie nadaje się wulkaniczna woda źródlana, która jest wypełniona siarczynami i jonami mineralnymi zapewniającymi odpowiednie środowisko do polimeryzacji. Japończy uczeni postanowili to sprawdzić na trzech różnych próbkach: PANI, nanoskalowych cząsteczkach PANI oraz kompozytach PANI/jedwab. Nie robiono z nimi nic szczególnego, po prostu mieszano przez kilka godzin w temperaturze 0oC.
Czytaj też:Wulkany wywoływały w przeszłości masowe wymierania. Ale z innego powodu, niż sądzimy
Prof. Hiromasa Goto dodaje:
Skaningowa mikroskopia elektronowa wskazuje, że każda nitka wytworzonej tkaniny jedwabnej była pokryta PANI, a kształt włókien był niezmieniony. W ten sposób opracowaliśmy prosty sposób przygotowania tkanin, które mogą przewodzić prąd.
Możliwe są różne modyfikacje opisanego procesu i usunięcie pierwiastków śladowych, np. jodu. Eksperci przekonują, że przygotowanie PANI w ten sposób prawdopodobnie jest jednym z najbardziej “ekologicznych” znanych nam sposobów. Przecież nie ma nic bardziej naturalnego jak mieszanie substancji w wulkanicznej wodzie źródlanej w niskiej temperaturze. Nie powstają odpady olejowe i nie ma zagrożenia niekontrolowanego spalania, więc proces ten można uznać za manifestację idei zielonej chemii.