مستقبل البلاستيك.. قابل للتحلل البيولوجي وحتى صالح للأكل

في عالم حيث تتراكم النفايات البلاستيكية بشكل متزايد في بيئتنا وتتغلغل في أعمق زوايا الحياة، هناك حاجة ملحة متزايدة لمعالجة الطبيعة غير القابلة للتحلل البيولوجي للبلاستيك التقليدي.

تؤدي هذه البوليمرات في النهاية إلى تلويث الهواء والماء وحتى مجرى دم الكائنات الحية في كل مكان.

وعلى الرغم من جهودنا الحثيثة، فإن أقل من خمس إجمالي إنتاج البلاستيك قابل للتحلل البيولوجي، والأساليب اللازمة لتحليل هذه المواد بعيدة كل البعد عن الكفاءة، ولكن الأمل قد يلوح أخيرا في الأفق.

ولادة البلاستيك المركب القابل للتحلل الحيوي

حقق فريق من الباحثين في الكيمياء الجزيئية وعلوم المواد تقدمًا كبيرًا، وقام الخبراء بتصنيع نوع جديد من البلاستيك – والذي يمكن أن تتحلله البكتيريا بسهولة، وتم نشر البحث في مجلة ACS Nano .

لا تتوقف العجائب عند هذا الحد، فالبلاستيك المركب الذي طوروه ليس فقط ميسور التكلفة وسهل التصنيع، بل إنه أيضًا مرن بشكل لا يصدق.

أصبحت المواد البلاستيكية المركبة هي المفضلة الجديدة في الصناعة، حيث تجمع بين مادتين نقيتين أو أكثر لدمج الصفات المرغوبة مثل الخفة والقوة.

أصبحت هذه المواد البلاستيكية الآن جزءًا لا يتجزأ من مجموعة كبيرة من المنتجات الصناعية، بدءًا من الطائرات والسيارات وحتى الدراجات، ومع ذلك، لا تزال هذه المواد البلاستيكية تساهم في مشكلة النفايات العالمية المتزايدة .

بلاستيك مركب ذو قوة استثنائية

وقد اختار الفريق التركيز على المواد المتاحة بسهولة ومنخفضة التكلفة، والتي يمكن تحسينها، ووجدوا جوهرة في التيروزين.

هذا الحمض الأميني، الذي يشكل بلورات نانوية قوية، يقترن بشكل رائع مع هيدروكسي إيثيل السليلوز لإنتاج بلاستيك مركب قابل للتحلل البيولوجي .

هيدروكسي إيثيل السليلوز، وهو مادة ضعيفة في حد ذاتها ومشتق من السليلوز يستخدم على نطاق واسع في الأدوية ومستحضرات التجميل، أصبح ثابتًا بشكل ملحوظ عند خلطه مع التيروزين في الماء المغلي.

تم دمج المادتين لتشكيل مادة بلاستيكية مركبة ذات قوة استثنائية، تم التحقق من صحتها من خلال شريط من المادة سمكه 0.04 ملليمتر قادر على تحمل حمولة تبلغ 6 كيلوجرامات.

بلاستيك ذو جودة غير مسبوقة

لم تتوقف السمات المثيرة للاهتمام للمادة الجديدة عند القوة، فعادةً، عندما تزداد قوة المادة، تقل قدرتها على الصمود.

ولكن في هذه الحالة، أثبت البلاستيك المركب أنه ليس قويًا فحسب، بل وأكثر قابلية للطرق من مكونه الأساسي، وهو هيدروكسي إيثيل السليلوز.

بالإضافة إلى ذلك، بما أن السليلوز والتيروزين صالحان للأكل، فمن الناحية الفنية يمكن استهلاك البلاستيك المركب القابل للتحلل البيولوجي.

ولكن هل هو لذيذ؟ هذا سؤال نتركه لليوم التالي.

التغلب على التحديات لتوسيع نطاق الإنتاج

وقال البروفيسور بوريس ريبتشينسكي، وهو عضو في الفريق الذي طور البلاستيك: “إن الدراسة المتابعة التي بدأناها بالفعل يمكن أن تعزز الإمكانات التجارية لهذه المادة الجديدة، حيث استبدلنا الغليان في الماء بالذوبان، وهو أمر أكثر شيوعًا في الصناعة”.

“وهذا يعني أننا نقوم بتسخين البوليمرات القابلة للتحلل البيولوجي حتى تتحول إلى سائل ثم نخلطها بالتيروسين أو مواد أخرى مناسبة، وإذا تمكنا من التغلب على التحديات العلمية والتقنية التي تنطوي عليها هذه العملية، فسوف نتمكن من استكشاف إمكانية إنتاج هذا البلاستيك المركب الجديد على نطاق صناعي”.

وتتجاوز آثار هذا البحث تطبيقات الصناعة، فقد يكون البلاستيك المركب الجديد محوريًا في كفاحنا الجماعي ضد التلوث البلاستيكي .

كل خطوة نتخذها نحو جعل إنتاج البلاستيك أكثر استدامة تقربنا من مستقبل خالٍ من النفايات البلاستيكية.

وعد بإعادة اختراع البلاستيك

تطوير المواد البلاستيكية المركبة القابلة للتحلل الحيوي لا يمثل إنجازًا علميًا فحسب، بل هو رمز للأمل لكوكب يغرق في النفايات البلاستيكية .

تُعتبر المواد البلاستيكية التقليدية، المعروفة بمتانتها ومقاومتها للتحلل الطبيعي، مساهمًا كبيرًا في التلوث العالمي.
ولكن بفضل البلاستيك الجديد القابل للتحلل البيولوجي، قد يتغير هذا السرد بشكل كبير.

ولا تلبي المادة المبتكرة الحاجة إلى بدائل مستدامة فحسب، بل تسلط الضوء أيضاً على إمكانية دمج الممارسات الصديقة للبيئة في العمليات الصناعية.

ومن خلال الاستفادة من المواد المتاحة مثل هيدروكسي إيثيل السليلوز والتيروزين، تعمل عملية الإنتاج على تقليل الاعتماد على الوقود الأحفوري ، مما يساهم بشكل أكبر في مكافحة تغير المناخ.

الاستخدام الواسع لمواد قابلة للتحلل البيولوجي

ومع استكشاف الصناعات لهذه البدائل، فإن الاستخدام الواسع النطاق للمواد البلاستيكية القابلة للتحلل البيولوجي قد يؤدي إلى بيئة أنظف وأكثر صحة مع الحفاظ على القوة والمرونة المطلوبتين للتطبيقات المتنوعة.

كما أن التحول إلى البلاستيك الأخضر يجلب فوائد اقتصادية.

فأساليب الإنتاج الفعالة من حيث التكلفة وقابلية التوسع تعني أن الصناعات يمكنها التحول دون التكاليف العامة المرتفعة المرتبطة عادة بالابتكارات المستدامة.

ويجسد هذا الاختراق كيف يمكن للعلم والصناعة التعاون لمواجهة بعض التحديات الأكثر إلحاحاً في عصرنا.