04/09/1441 - 19:06

كيميائيو جامعة كولورادو يبتكرون مواد بلاستيكية قابلة للتحلل

أثارت أزمة تراكم المواد البلاستيكية المصنوعة من البترول في مكبات النفايات وفي البحار والمحيطات وانتشارها في الهواء ووصولها حتى للغذاء، مخاوف وسخط الرأي العام، مما دفع فريقاً من ألمع العقول في علوم البوليمرات من مختبر الكيمياء في جامعة ولاية كولورادو الأمريكية على العمل للوصول إلى حل جذري لهذه المشكلة، من خلال تطوير تفاعلات كيماوية جديدة تنتج موادًا مستديمة تتنافس مع المواد البلاستيكية في إمكانية إعادة تدويرها وقابليتها للتحلل.

قاد البروفيسور يوجين تشين في قسم الكيمياء دراسةً للتحلل الكيماوي تجعل فئة من المواد الحيوية التي تزايد استخدامها مؤخرًا في القطاع الصناعي متنوعة التركيب، ونشرت نتائج الدراسة في دورية ساينس.

خصص تشين بعضًا من جهوده المخبرية في الأعوام المنصرمة لمجموعة مواد حيوية تسمى الكانوات متعددة الهيدروكسيل - بي إتش إيه- وهي فئة من البولي إسترات تنتجها البكتيريا وتتحلل حيويًا إلى درجة لا مثيل لها بين المواد البلاستيكية التجارية، وتتفوق على البلاستيكيات الحيوية المصنوعة من الحمض متعدد اللاكتيك -بي إل إيه- بكونها تتحلل حيويًا في المحيطات ومكبات النفايات خلافًا للبلاستيك بي إل إيه التي تتحلل صناعيًا.

يرى البعض مواد بي إتش إيه بمثابة شعلة منيرة في عالم مظلم يعج بالمواد البلاستيكية تحاول فيه شركات إدخال هذه المواد الحيوية إلى القطاع التجاري، وتصنع تلك المواد الجديدة في مفاعلات حيوية تحول فيها البكتيريا المواد المغذية الكربونية القابلة للتحلل والمتجددة مثل السكر إلى أبسط شكل من بي إتش إيه، والمعروف باسم متعدد ثلاثي هيدروكسي البوتيرات -بي 3 إتش بي-. تساعد البكتيريا ومصادر كربونية أخرى في إنتاج مشتقات إضافية من بي إتش إيه. وتتصف عمليات الاصطناع الحيوي هذه بارتفاع تكلفتها وبطئها وتعوقها قابلية التوسع المحدودة والإنتاجية.

عدد تشين وزملاؤه هذه المعوقات وعرضوا طريقةً كيميائيةً اصطناعيةً جديدةَ لإنتاج مواد بي إتش إيه التقليدية والمبتكرة بخواص فيزيائية وميكانيكية قابلة للتعديل ومحسنة، وهي الخواص التي ساعدت في انتشارها حول العالم.

وأفاد الكيميائيون أن طريقة البلمرة الجديدة التي ابتكروها تحدث بوجود مواد محفزة تبلمر مباشرةً عنصرًا حيوي الأصل يدعى 8 دي إل، وهو يوجد على هيئة متماكب فراغي. تنتج عملية البلمرة المحفزة مواد بي إتش إيه بلورية ومرتبة. أظهر الباحثون في مختبرهم قساوة موادهم وليونتها وقدرتهم على تعديل بنية هذه المواد ووظيفتها.

استند هذا العمل على بحث نشر سابقًا في دورية نيتشر كوميونيكيشنز، واستعان الباحثون بطريقة الاصطناع الكيميائية الخاصة بهم لإنتاج بي 3 إتش بي، وهي إحدى مواد بي إتش إيه البالغ عددها 150. لكن بي 3 إتش بي تتصف بهشاشتها ما يحد من استخدامها في صناعات عديدة.

أكد تشين على أنه ليس خبيرًا في طرائق الاصطناع الحيوي لإنتاج بي إتش إيه، لكن مختبره يوفر طريقة تحفيز كيميائية مفيدة تقنيًا لمواد بي إتش إيه التقليدية منها والمبتكرة، ما يلعب دورًا في حل أزمة المواد البلاستيكية لجيلنا الحالي.

0
قم بتقييم هذا المحتوى

إضافة تعليق جديد

Image CAPTCHA