यूरेथेन लिंकेज, जिन्हें लंबे समय से पॉलिमर में केमिकली इनर्ट स्ट्रक्चरल यूनिट माना जाता है, उन्हें इलेक्ट्रोकेमिकल कंडीशन में चुनिंदा रूप से एक्टिवेट किया जा सकता है ताकि वे कार्बामॉयलेशन रिएजेंट के तौर पर काम कर सकें, जिससे अलग-अलग बॉन्ड बनाने वाले बदलावों के लिए कार्बामॉयल यूनिट का सीधा और कंट्रोल्ड ट्रांसफर हो सके।

एक कार्बामॉयलेशन रिएजेंट एक केमिकल एंटिटी है जो एक कार्बामॉयल ग्रुप (–CONH–) को एक टारगेट मॉलिक्यूल में ट्रांसफर करने में मदद करता है, जिससे कंट्रोल्ड तरीके से नए C-N बॉन्ड बनने में मदद मिलती है।

  प्लास्टिक आज की ज़िंदगी का एक ज़रूरी हिस्सा है, जिसमें पॉलीयुरेथेन अलग-अलग तरह के रिजिड और फ्लेक्सिबल फोम और कोटिंग से लेकर ट्यूबिंग और कंज्यूमर इलेक्ट्रॉनिक्स तक के इस्तेमाल में अहम जगह रखता है। हालांकि इस सुविधा से पर्यावरण पर काफी बोझ पड़ता है। जैसे-जैसे दुनिया भर में प्लास्टिक का प्रोडक्शन बढ़ रहा है, असरदार रीसाइक्लिंग रेट बहुत कम बने हुए हैं, जिससे लैंडफिल और समुद्रों सहित नेचुरल इकोसिस्टम में फेंका हुआ सामान जमा हो रहा है।

 हालांकि मैकेनिकल रीसाइक्लिंग का बड़े पैमाने पर इस्तेमाल होता है, लेकिन इससे मिलने वाले मटीरियल की गुणवत्‍ता  और प्रदर्शन अक्सर कम हो जाता  है, जिससे इसकी लंबे समय तक चलने की क्षमता सीमित हो जाती है। इसलिए, पॉलीमर की वैल्यू को वापस पाने या उसे बदलने में सक्षम केमिकल रीसाइक्लिंग के तरीकों पर रिसर्च करना एक ज़रूरी प्राथमिकता बन गया है। आम प्लास्टिक में पॉलीयुरेथेन एक बहुत बड़ी चुनौती पेश करता है क्योंकि इसमें बहुत ज़्यादा स्टेबल कार्बामेट (युरेथेन) लिंकेज होते हैं, जो आम तौर पर होने वाले डीग्रेडेशन के तरीकों का विरोध करते हैं।

पॉलीयुरेथेन रीसाइक्लिंग के पारंपरिक तरीके इस चुनौती को दिखाते हैं। वे आम तौर पर 150°C से ज़्यादा तापमान, हाई हाइड्रोजन प्रेशर (30-70 बार) और इरिडियम और रूथेनियम जैसे महंगे कीमती मेटल कैटलिस्ट जैसी मुश्किल स्थितियों पर निर्भर करते हैं। असरदार होने के बावजूद ऐसे तरीके एनर्जी-इंटेंसिव और आर्थिक रूप से सीमित होते हैं, जो ज़्यादा टिकाऊ  और आसान विकल्पों की ज़रूरत को दिखाते हैं।

 CSIR-राष्‍ट्रीय रासायनिक प्रयोगशाला (NCL) में डॉ. रमेश सी. सामंत और श्री आदर्श सिंह ने एक बिल्कुल अलग तरीका पेश किया है; यह तरीका ज़बरदस्ती बॉन्ड तोड़ने के बजाय बॉन्ड को कंट्रोल तरीके से सक्रिय करने पर ज़ोर देता है। उनके काम से पता चलता है कि यूरेथेन लिंकेज, जिन्हें लंबे समय से केमिकल के तौर पर निष्क्रिय (inert) माना जाता था, उन्हें इलेक्ट्रोकेमिकल स्थितियों में रिएक्टिव इंटरमीडिएट्स में बदला जा सकता है।

 इस तरीके का मुख्य आधार बिजली का एक साफ़ और सटीक ड्राइविंग फ़ोर्स के तौर पर इस्तेमाल है। सावधानी से कंट्रोल की गई इलेक्ट्रोकेमिकल स्थितियों में, यूरेथेन फ़ंक्शनैलिटी को खास तौर पर एक्टिवेट किया जाता है, जिससे यह एक असरदार कार्बामोइलेशन रिएजेंट के तौर पर काम कर पाता है। यह एक्टिवेशन अलग-अलग तरह के बॉन्ड बनाने में मदद करता है, जैसे कार्बन-नाइट्रोजन (C-N), कार्बन-फ़ॉस्फ़रस (C-P) और कार्बन-कार्बन (C-C) लिंकेज; और ये सभी लगभग 60°C के हल्के तापमान पर बनते हैं।

 यह सोच में एक अहम बदलाव को दिखाता है। यूरेथेन को सिर्फ़ पॉलिमर के अंदर एक स्थिर स्ट्रक्चरल एलिमेंट के तौर पर देखने के बजाय, यहाँ इसे एक बहुमुखी और रिएक्टिव सिंथॉन के तौर पर फिर से परिभाषित किया गया है, जो कई तरह के केमिकल बदलावों में हिस्सा ले सकता है।

 यह रिएक्शन क्षमता सिर्फ़ मॉडल सिस्टम तक ही सीमित नहीं है, बल्कि असल दुनिया के मटीरियल पर भी लागू होती है। अनुसंधानकर्ताओं  ने दिखाया है कि बाज़ार में मिलने वाले पॉलीयुरेथेन प्रोडक्ट्स—जैसे कि फ्लेक्सिबल ट्यूबिंग और मोबाइल फ़ोन कवर, जिनमें एडिटिव्स होते हैं—को इस इलेक्ट्रोकेमिकल तरीके से असरदार ढंग से तोड़ा जा सकता है। एमाइन्स की मौजूदगी में C-N बॉन्ड बनने से पॉलीमर नेटवर्क का कंट्रोल्ड ब्रेकडाउन होता है, जिससे 84% तक डीकंस्ट्रक्शन क्षमता हासिल होती है। खास बात यह है कि ये बदलाव पारंपरिक तरीकों की तुलना में बहुत कम कठोर स्थितियों में होते हैं।

 डीपॉलीमराइजेशन के अलावा यह काम पॉलीमर बैकबोन एडिटिंग का कॉन्सेप्ट भी बताता है। जब डायमाइन से ट्रीट किया जाता है, तो यूरेथेन लिंकेज को खास तौर पर यूरिया लिंकेज में बदला जा सकता है, जिससे पॉलीमर स्ट्रक्चर में सटीक बदलाव किया जा सकता है। पॉलीमर बैकबोन को "रीराइट" करने की यह क्षमता न सिर्फ प्लास्टिक को रीसायकल करने बल्कि उन्हें फिर से डिज़ाइन करने की एक बड़ी संभावना को दिखाती है।

 इस तरीके की विविधता  खास तौर पर चौंकाने वाली है। वही इलेक्ट्रोकेमिकल प्लेटफॉर्म छोटे-मॉलिक्यूल कार्बामॉयलेशन रिएक्शन और पॉलीमर ट्रांसफॉर्मेशन, दोनों को सपोर्ट करता है, जो सिंथेटिक ऑर्गेनिक केमिस्ट्री और वेस्ट मटीरियल रीसाइक्लिंग के बीच के गैप को असरदार तरीके से कम करता है। ऐसा करके, यह पॉलीयूरेथेन वेस्ट को एक टर्मिनल प्रॉब्लम के तौर पर नहीं, बल्कि वैल्यू-एडेड केमिकल्स के सोर्स के तौर पर फिर से दिखाता है।

 पहले से मौजूद थर्मोकेमिकल और कैटेलिटिक हाइड्रोजेनोलिसिस तरीकों की तुलना में, जिनमें अक्सर ज़्यादा एनर्जी की ज़रूरत होती है और महंगे उत्‍प्रेरक  पर निर्भरता होती है, यह इलेक्ट्रोकेमिकल स्ट्रैटेजी एक ज़्यादा सस्टेनेबल विकल्प देती है। यह हल्की कंडीशन में काम करती है, कीमती मेटल से बचती है और सेलेक्टिव बॉन्ड बनाने के नए रास्ते खोलती है।

 यह दिखाकर कि यूरेथेन लिंकेज को इलेक्ट्रोकेमिकल कंट्रोल के ज़रिए सेलेक्टिवली एक्टिवेट और रीपर्पस किया जा सकता है, यह अध्‍ययन टिकाऊ पॉलीमर रीसाइक्लिंग/अपसाइक्लिंग केमिस्ट्री में एक नई दिशा खोलती है। यह एक बड़ी पर्यावरणीय चुनौती का समाधान करती है और साथ ही मॉडर्न मटीरियल में सबसे मज़बूत फंक्शनल ग्रुप में से एक की सिंथेटिक यूटिलिटी को बढ़ाती है।

 जैसे-जैसे प्लास्टिक कचरे को मैनेज करने की कोशिशें लगातार बढ़ रही हैं, ऐसी स्ट्रेटेजी जो मॉलिक्यूलर-लेवल की सटीकता को स्केलेबल इलेक्ट्रोकेमिकल तकनीकों के साथ जोड़ती हैं, उनकी भूमिका और भी ज़्यादा अहम होने वाली है। यह काम उस दिशा में एक अहम कदम है; पॉलीयुरेथेन को एक लगातार बेकार चीज़ से एक केमिकली एक्टिव रिसोर्स में बदलना जो नए कीमती मॉलिक्यूल बनाने में सक्षम हो।

 अलग-अलग बॉन्ड बनाने के लिए यूरेथेन की इलेक्ट्रोकेमिकल रिएक्टिविटी का पता लगाना और C─N बॉन्ड बनाने के ज़रिए पॉलीयुरेथेन डीकंस्ट्रक्शन में इसका इस्तेमाल।