"Функциональная переработка" полимерных отходов для создания умных материалов для защиты окружающей среды и "зеленой" энергетики

Объектом исследования является функциональная переработка полимерных отходов с использованием металл-органических каркасов и плазмон-активных наночастиц, что, в свою очередь, позволяет получать новые материалы с добавочной стоимостью. Цель работы: 1) провести патентный обзор по теме исследования; 2) оптимизировать процесс получения наноструктурированных композитов на поверхности полимеров методом лазерной абляции; 3) исследовать фотокаталитические свойства материала с внедрёнными плазмон-активными наночастицами (PNPs) полимер@МОФ-PNPs; 4) сформулировать рекомендации и предложения по результатам проведённых исследований; 5) провести технико-экономическую оценку полученных результатов исследования. Работа в рамках проекта была направлена на всестороннее изучение новых методов и подходов к функциональной переработке полимерных отходов в целях получения «умных» материалов с высокой добавочной стоимостью. Второй год выполнения проекта был посвящён дальнейшему исследованию полученных на 1-ом году закономерностей и их использования для разработки фундаментальных аспектов технологий формирования материалов на основе переработанных полимеров, получения образцов полезных материалов и их апробации в условиях, приближённых к реальным. Предлагаемый отчёт содержит описание основных научных результатов, проведённых экспериментальных исследований, а также необходимые протоколы получения материалов и наработки экспериментальных образцов. К числу ключевых результатов, обладающих высокой научной новизной и практической значимостью, можно отнести разработанные методы поверхность-опосредованной карбонизации слоёв металл-органических каркасов UiO-66 и Ni-BDC, приводящие к образованию воспроизводимых проводящих структур на поверхности ПЭТ, а также полезные материалы, полученные данным методом. К числу последних относятся фототермические элементы и гибкие сенсоры, пригодные для реализации в рамках концепции «Интернета вещей» (технология получения запатентована). Кроме того, были разработаны методы получения плазмон-активных планарных материалов методом лазер-опосредованного восстановления прекурсоров благородных металлов в матрице металл-органических каркасов и изучено влияние основных факторов на данный процесс. Немаловажным являлась и разработка методов получения производных органических лигандов – терефталевой кислоты – из отходов ПЭТ (метод получения был запатентован в силу потенциальной коммерческой привлекательности технологии, а не опубликован в открытой печати). За время выполнения проекта было успешно продолжено сотрудничество с группой проф. Букерруба (Университет Лилля) в рамках рабочих визитов проф. Постникова П.С. с реализацией комплекса исследований по электрохимическим свойствам полученных материалов (результаты представлены в аннотационном отчёте). По результатам выполнения проекта были сформированы рекомендации для дальнейших практико-ориентированных исследований в целях дальнейшего внедрения полученных материалов. В целом, цели проекта были достигнуты в полном объёме, а поставленные задачи успешно решены