Mae ymchwilwyr wedi datblygu ffordd o ddefnyddio laserau i ffrwydro moleciwlau o blastigau a deunyddiau eraill yn eu rhannau lleiaf i'w hailddefnyddio yn y dyfodol, cyhoeddasant heddiw.
Mae'r dull yn cynnwys gosod y deunyddiau hyn ar ben deunyddiau dau ddimensiwn a elwir yn deuchalcogenides metel trosiannol ac yna eu harbelydru â golau.
Mae gan y darganfyddiad y potensial i wella'r ffordd yr ydym yn delio ar hyn o bryd â phlastigau sy'n anodd eu dadelfennu. Mae'r canfyddiadau wedi'u cyhoeddi yn y cyfnodolyn Nature Communications.
“Trwy fanteisio ar yr adweithiau unigryw hyn, gallwn archwilio llwybrau newydd i drosi llygryddion amgylcheddol yn gemegau gwerthfawr y gellir eu hailddefnyddio, a thrwy hynny ysgogi datblygiad economi fwy cynaliadwy a chylchol,” meddai Yuebing Zheng, athro yn Adran Peirianneg Fecanyddol Walker yn y Cockrell Ysgol Beirianneg ym Mhrifysgol Texas yn Austin ac un o arweinwyr y prosiect. "Mae gan y darganfyddiad hwn oblygiadau pwysig ar gyfer mynd i'r afael â heriau amgylcheddol a datblygu maes cemeg werdd."
Mae llygredd plastig wedi dod yn argyfwng amgylcheddol byd-eang, gyda miliynau o dunelli o wastraff plastig yn cronni mewn safleoedd tirlenwi a chefnforoedd bob blwyddyn. Mae dulliau traddodiadol o ddiraddio plastigion yn aml yn ynni-ddwys, yn niweidiol i'r amgylchedd, ac yn aneffeithiol. Mae'r ymchwilwyr yn rhagweld defnyddio'r darganfyddiad newydd hwn i ddatblygu technolegau ailgylchu plastig effeithlon i leihau llygredd.
Defnyddiodd yr ymchwilwyr olau pŵer isel i dorri bondiau cemegol y plastig a chreu rhai newydd, gan drawsnewid y deunydd yn ddotiau carbon sy'n allyrru golau. Mae galw mawr am y dotiau carbon hyn oherwydd amlbwrpasedd nano-ddeunyddiau carbon a gellid eu defnyddio o bosibl fel dyfeisiau cof mewn dyfeisiau cyfrifiadurol cenhedlaeth nesaf.
"Mae'n gyffrous trawsnewid plastigau nad ydynt byth yn diraddio i ddeunyddiau sy'n ddefnyddiol i lawer o wahanol ddiwydiannau," meddai Jingang Li, myfyriwr ôl-ddoethurol yn UC Berkeley a ddechreuodd yr ymchwil hon yn UT Austin.
Gelwir yr adwaith penodol y cyfeiriodd ato yn "activation CH," lle mae bondiau carbon-hydrogen mewn moleciwlau organig yn cael eu torri'n ddetholus a'u trawsnewid yn fondiau cemegol newydd. Yn yr astudiaeth hon, cataleiddiodd y deunydd 2D yr adwaith, gan droi moleciwlau hydrogen yn nwy, a oedd yn caniatáu i foleciwlau carbon fondio â'i gilydd i ffurfio dotiau carbon sy'n storio gwybodaeth.
Mae angen ymchwil a datblygu pellach i wneud y gorau o'r broses actifadu CH sy'n cael ei gyrru gan ysgafn a'i chynyddu ar gyfer cymwysiadau diwydiannol. Fodd bynnag, mae'r ymchwil hwn yn ddatblygiad pwysig wrth chwilio am atebion cynaliadwy ar gyfer rheoli gwastraff plastig.
Gellir cymhwyso'r broses actifadu CH a yrrir gan olau a ddangosir yn yr astudiaeth hon i lawer o gyfansoddion organig cadwyn hir, gan gynnwys polyethylen a gwlychwyr a ddefnyddir yn gyffredin mewn systemau nano-ddeunydd.
Daw cyd-awduron eraill o Brifysgol Texas yn Austin, Prifysgol Tohoku yn Japan, Prifysgol California, Berkeley, Labordy Cenedlaethol Lawrence Berkeley, Prifysgol Baylor, a Phrifysgol Talaith Pennsylvania.
Cefnogwyd y gwaith gan grantiau gan y Sefydliadau Iechyd Cenedlaethol, y Sefydliad Gwyddoniaeth Cenedlaethol, Cymdeithas Japan er Hyrwyddo Gwyddoniaeth, Sefydliad Hirose, a Sefydliad Cenedlaethol Gwyddoniaeth Naturiol Tsieina.
