Ochrana ropovodu z popelníku
Tým z indických univerzit Anna University, CECRI a SRM University vzal v roce 2014 vyhozené cigaretové nedopalky, vytáhl z nich chemické sloučeniny pomocí polárních rozpouštědel a otestoval, co se stane, když se tímto extraktem ošetří ocel J55. Tahle ocel se používá při těžbě ropy a zemního plynu, kde ji nahlodává kyselé prostředí. Inhibiční účinnost dosáhla při teplotě 30 °C hodnoty 99 %. Totéž, co z nedopalků dělá ekologický problém, z nich udělalo potenciální průmyslový prostředek.
Proč se laboratoře vůbec dívají na chodníkový odpad?
Nedopalky jsou nejrozšířenější odpad světa. Přibližně 80 % vykouřených cigaret skončí vyhozeno a ročně se do prostředí dostane přibližně 4,5 bilionu kusů. Postupně z nich do vodních systémů prosakují arzén, nikotin, polycyklické aromatické uhlovodíky a těžké kovy. Jeden nedopalek může potenciálně znečistit až 1 000 litrů vody.
Právě to ohromné množství přitáhlo pozornost vědců z úplně různých oborů. Stavební inženýři z Austrálie, analytičtí chemici z Japonska, materiáloví vědci z Indie. Studie z různých desetiletí a kontinentů. Žádná kuriozita, žádná shoda náhod. Tahle malinká trubička vaty za uhem je totiž chemicky zajímavý objekt.
Filtr jako chemická past
Cigaretový filtr je vyrobený z acetátu celulózy, plastu s velmi špatnou biologickou rozložitelností. Při kouření ale filtr funguje jako past: zachytává a koncentruje nikotin, aromatické uhlovodíky a těžké kovy. Vzniká z něj malá kapsle plná reaktivních organických sloučenin. Právě tento nahromaděný obsah je to, čeho vědci v různých aplikacích využívají.
Rez a molekuly, které ji brzdí
Koroze je elektrochemický proces: atomy kovu přecházejí do roztoku a na povrchu probíhají oxidačně-redukční reakce, samotná rez je jen jejich nejviditelnějším výsledkem. Inhibitory koroze tento děj zpomalují tak, že se přilnou na kovový povrch a narušují tyto reakce.
Indičtí výzkumníci extrahovali z nedopalků organické sloučeniny a zjistili, že se přesně takto chovají na povrchu oceli J55 v prostředí 15% kyseliny chlorovodíkové. Klíčovými látkami byly aromatické aminy včetně nikotinu. Při 6% koncentraci extraktu dosáhli účinnosti 99 % při 30 °C a 61 % při 105 °C. Žádný z výsledků zatím nedospěl ke komerčnímu nasazení.
Lehčí cihly a měřitelný zápach
Výzkumníci z RMIT University v Austrálii ukázali v roce 2010, že přimísení nedopalků do pálených hliněných cihel dává technologický smysl. Vlákna filtru při výpalu vyhoří a zanechají vzduchové kapsy: cihly jsou lehčí a lépe izolují. Přidání pouhého 1 % nedopalků podle hmotnosti sníží energetickou náročnost výpalu přibližně o 10 %. Výpal navíc zachytí a znehybní toxické kovy přímo ve struktuře cihly.
A pak je tu studie, která vědecky změřila to, čemu se každý instinktivně vyhýbá. Výzkumníci z Central Research Institute of Japan Tobacco Inc. publikovali v roce 1985 v časopise Agricultural and Biological Chemistry, že zápach nedopalku je prokazatelně nepříjemnější než zápach cigaretového kouře samotného. Použili plynovou chromatografii s analýzou par z uzavřeného prostoru nad vzorkem: helium procházelo nádobou s nedopalky rychlostí 20 ml za minutu po dobu pěti minut a unášelo těkavé látky k analytické koloně. Takhle vědecky potvrdili něco, co kuřáci znají intuitivně, ale nikdo předtím nepopsal instrumentálně.
4,5 bilionu důvodů, proč to zkoumat
Číslo 4,5 bilionu dává výzkumu jasnou motivaci. I kdyby průmyslově využitelné bylo jen malé procento z tohoto odpadu, jde o obrovské absolutní množství materiálu. Celulózoacetátový filtr se přitom v přírodě spíše tříští na mikroplasty, než aby se skutečně rozložil.
Od okénka automobilu k inhibitoru koroze
Patent č. 2 646 164, vydaný 21. července 1953 vynálezci Morrisi Mermelsteinovi, popisuje zařízení připevnitelné k oknu automobilu, které automaticky vyhazovalo nedopalky a popel ven z vozu. Čistý přesun problému jinam, bez jakéhokoli chemického zhodnocení.
Mezi rokem 1953 a studií z roku 2014 leží přes šedesát let nakládání s nedopalky jako s čistým odpadem. Zda se ze slibných laboratorních výsledků stane něco komerčně použitelného, zatím nevíme. Ale otázka se minimálně klade správně.