Пластиковые отходы превратили в высокоэффективные наноматериалы

Схематическое изображение одноатомных катализаторов, полученных из пластиков и солей переходных металлов. Автор: Nature Communications (2025). DOI: 10.1038/s41467-025-63648-z

Исследование, опубликованное в журнале Nature Communications, показало, что пластиковые отходы можно превращать в ценные углеродные наноматериалы, которые помогают решать как энергетические, так и экологические проблемы.

Команда исследователей из Университета Аделаиды продемонстрировала универсальный и масштабируемый метод переработки обычных пластиков — включая ПЭТ, ПВХ, полиэтилен и полипропилен и их смеси — в одноатомные катализаторы.

Эти передовые материалы содержат атомы металлов, закрепленные и изолированные в графеновой подложке, что делает их высокоэффективными в химических реакциях. Катализаторы, произведенные из пластиковых отходов, показали отличные результаты в разложении различных микрозагрязнителей в воде и в улучшении технологий чистой энергии, таких как батареи и топливные элементы.

В Австралийском синхротроне ANSTO в Мельбурне исследователи использовали рентгеновскую абсорбционную спектроскопию для изучения атомной структуры катализаторов. Эти измерения подтвердили, что металлы не образуют наночастицы, а распределены в виде отдельных атомов, химически связанных в углеродной матрице.

«Этот проект демонстрирует, как передовая характеристика на Синхротроне позволяет совершать прорывы в области устойчивого развития», — сказал доктор Бернт Йоханнессен, старший научный сотрудник Австралийского синхротрона и соавтор исследования.

Доктор Шиин Жэнь, первый автор исследования из Университета Аделаиды, добавила: «Наша работа показывает, что пластики, которые обычно считаются отходами и экологической проблемой, на самом деле могут быть ценным ресурсом для создания передовых катализаторов».

Доцент Сяогуан Дуань, ведущий автор статьи, отметил: «Нас восхищает универсальность метода: он работает с различными пластиками и смесями, и производит передовые, но недорогие катализаторы, которые могут применяться в очистке воды, батареях и других областях».

Это открытие предлагает мощный способ дать пластиковым отходам вторую жизнь в качестве высокопроизводительных материалов, способствуя как циркулярной экономике, так и технологиям чистой энергии следующего поколения.

Схема синтеза Fe₁CNCl. Автор: Nature Communications (2025). DOI: 10.1038/s41467-025-63117-7

В связанной работе, также опубликованной в Nature Communications, исследователи сообщили о дополнительной стратегии фазового перехода с солевым темплатированием, которая создает широкую библиотеку одноатомных и мультиатомных катализаторов с настроенными атомными окружениями.