Новый метод отличает переработанный пластик от первичного

Учёные поставили перед собой цель разработать оперативный и достоверный инструмент для проверки содержания вторичного сырья и контроля соблюдения нормативов в сфере переработки. Предлагаемый метод, как отмечают авторы, поможет улучшить качество пластиковых изделий и сократить количество отходов, способствуя развитию циклической экономики. Проблема в том, что после переплавки и очистки пластик внешне и по химическому составу почти неотличим от первичного, однако обладает микроскопическими дефектами и разорванными полимерными цепочками.

Чтобы выявить эти тонкие различия, команда применила четыре метода анализа: измерение трибоэлектрических свойств (статического электричества), диэлектрическую спектроскопию (оценку накопления и потерь энергии в электрическом поле), анализ ёмкости (скорость заряда и разряда) и инфракрасную спектроскопию (изучение химической структуры). Для получения достоверных данных исследователи тщательно изучили образцы первичного и вторичного полиэтилентерефталата (ПЭТ), широко используемого для производства упаковки.

Для обработки и объединения результатов всех четырёх тестов ученые применили машинное обучение. Созданная модель анализировала данные и выявляла закономерности, соответствующие разному проценту содержания переработанного материала. В ходе испытаний система продемонстрировала точность более 97% при определении доли вторичного ПЭТ в образцах, где его содержание варьировалось от 0% до 50%.

В дальнейшем исследователи планируют объединить все используемые методы и модель машинного обучения в едином портативном устройстве. Это позволит проводить массовый мониторинг содержания вторичного пластика в коммерческих продуктах в режиме реального времени. Разработка особенно актуальна в свете ужесточения регулирования в области переработки отходов и глобальных усилий по снижению загрязнения микропластиком, который представляет серьёзную угрозу для здоровья человека и окружающей среды.