ในแต่ละปี ผู้ผลิตโพลิเมอร์ทั่วโลกผลิตไนลอน-6 ประมาณ 4 พันล้านกิโลกรัม ซึ่งเป็นไนลอนชนิดหนึ่งที่ใช้ทำสิ่งของต่างๆ ตั้งแต่เสื้อผ้า พรม ไปจนถึงชิ้นส่วนรถยนต์ ขณะนี้ นักวิจัยได้คิดค้นกระบวนการแบบขั้นตอนเดียวสำหรับการผลิตส่วนผสมหลักของไนลอน-6 ซึ่งเป็นการทำให้ง่ายขึ้นที่สามารถขจัดผลพลอยได้จากกระบวนการสองขั้นตอนในปัจจุบันของอุตสาหกรรมที่มีอยู่มากมายตามชื่อของมัน ไนลอน-6 มีอะตอมของคาร์บอน 6 อะตอมในหน่วยโมเลกุลพื้นฐานหรือมอนอเมอร์ ซึ่งเรียกว่าคาโปรแลคตัม โมโนเมอร์นี้รวมตัวเป็นสายโซ่ยาวเพื่อสร้างไนลอน-6 John Meurig Thomas นักเคมีโซลิดสเตตแห่งมหาวิทยาลัยเคมบริดจ์ในอังกฤษกล่าวว่าปฏิกิริยาเคมีที่ผลิตคาโปรแลคตัมนั้นยุ่งยาก
รับข่าววิทยาศาสตร์ในกล่องจดหมายของคุณ
ล่าสุดและยิ่งใหญ่ที่สุดจากนักเขียนผู้เชี่ยวชาญของเราทุกสัปดาห์
ที่อยู่อีเมล*
ที่อยู่อีเมลของคุณ
ลงชื่อ
กระบวนการสองขั้นตอนที่ใช้กันอย่างแพร่หลายต้องใช้กรดซัลฟิวริกจำนวนมาก ซึ่งมีฤทธิ์กัดกร่อน ยิ่งไปกว่านั้น สำหรับคาโปรแลคตัมทุก ๆ กิโลกรัมที่ผลิตขึ้น นักเคมี Robert Raja จาก University of Cambridge กล่าวว่า แอมโมเนียมซัลเฟต 4 กิโลกรัมถูกสร้างขึ้น แม้ว่าผลพลอยได้นี้สามารถใช้เป็นปุ๋ยคุณภาพต่ำได้ แต่ผลพลอยได้ส่วนใหญ่จะจบลงด้วยการฝังกลบ ราชากล่าว
ด้วยความต้องการทางอุตสาหกรรมสำหรับไนลอนที่เพิ่มขึ้น Thomas และ Raja จึงเริ่มออกแบบวิธีการผลิตคาโปรแลคตัมที่มีประสิทธิภาพและเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมมากขึ้น “เราเลือกปัญหาใหญ่” โทมัสกล่าว
หัวใจของกระบวนการที่พวกเขาคิดค้นขึ้นคือเม็ดอะลูมิโนฟอสเฟตที่มีรูพรุน
เม็ดข้าวแต่ละเม็ดมีเส้นผ่านศูนย์กลางไม่กี่ไมครอน และรูพรุนแต่ละรูมีขนาดน้อยกว่าหนึ่งนาโนเมตร
เพื่อเปลี่ยนธัญพืชให้เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาที่สามารถเปลี่ยนส่วนผสมเริ่มต้นเป็นคาโปรแลคตัม นักวิจัยได้ปรับแต่งรูปแบบในตาข่ายผลึกของอะลูมิเนียมและฟอสเฟตไอออนของเมล็ดพืชแต่ละชนิด บ่อยครั้งที่ทีมงานเปลี่ยนไอออนโคบอลต์หรือแมงกานีสเป็นไอออนอะลูมิเนียม และแทนที่ไอออนฟอสเฟตด้วยไอออนซิลิคอน
สมัครสมาชิกข่าววิทยาศาสตร์
รับวารสารวิทยาศาสตร์ที่ยอดเยี่ยมจากแหล่งที่น่าเชื่อถือที่สุดส่งตรงถึงหน้าประตูคุณ
ติดตาม
การแลกเปลี่ยนไอออนเหล่านี้ทำให้เกิดพื้นที่ปฏิกิริยาขนาดเล็กในแต่ละเกรน “แต่ละไซต์ทำหน้าที่ส่วนหนึ่งโดยเฉพาะ” Raja กล่าว
สารเริ่มต้นสำหรับคาโปรแลคตัมคือผลิตภัณฑ์ปิโตรเลียมที่เรียกว่าไซโคลเฮกซาโนน โทมัสและราชายังใช้อากาศที่มีแรงดันและแอมโมเนีย วัสดุทั้งสามนี้จะแพร่ผ่านรูพรุนของธัญพืชตัวเร่งปฏิกิริยา โดยสัมผัสกับศูนย์กลางปฏิกิริยา ไอออนของโคบอลต์และแมงกานีสก่อให้เกิดสารประกอบขั้นกลาง ไอออนของซิลิกอนเสร็จสิ้นปฏิกิริยาโดยเปลี่ยนตัวกลางนี้เป็นคาโปรแลคตัม
ในการ ดำเนินการของ National Academy of Sciencesเมื่อวันที่ 27 กันยายนThomas และ Raja กล่าวว่าตัวเร่งปฏิกิริยาของพวกเขาสามารถผลิตคาโปรแลคตัมได้โดยไม่ต้องใช้กรดซัลฟิวริกหรือสร้างแอมโมเนียมซัลเฟต
วิธีการเร่งปฏิกิริยาแบบใหม่ “อาจมีผลกระทบอย่างมากต่อภูมิทัศน์อุตสาหกรรมในทศวรรษหน้า” อลัน เลวี่ นักเคมีอินทรีย์จากมอร์ริสทาวน์ ฮันนี่เวลล์ อินเตอร์เนชั่นแนล ซึ่งผลิตคาโปรแลคตัมในนิวเจอร์ซีย์กล่าว อย่างไรก็ตาม เขาตั้งข้อสังเกตว่าเวลาในการทำงาน 8 ชั่วโมงของปฏิกิริยาจะต้องลดลงและผลผลิตจะต้องเพิ่มขึ้นก่อนที่กระบวนการจะกลายเป็นเชิงพาณิชย์
credit : sandersonemployment.com
lesasearch.com
actsofvillainy.com
soccerjerseysshops.com
nykodesign.com
nymphouniversity.com
saltysrealm.com
baldmanwalking.com
forumharrypotter.com
contrebasseries.com
