تتم مكافحة التلوث البلاستيكي على عدة جبهات. إحدى المشاكل المتعلقة بهذه المادة هي أنها
اليوم ، معظم المواد البلاستيكية مصنوعة منمادة كيميائية مشتقة من النفط. تتم معالجتها لتكوين روابط كربون قوية بين المونومرات الفردية ، والتي تتحد في سلاسل طويلة لتشكيل بوليمر بولي بروبيلين. لا تحدث مثل هذه العمليات في الطبيعة ، لذلك من الصعب جدًا أن تتفكك هذه الروابط في بيئتها الطبيعية.
الكثير من البحث عن البلاستيكيركز على طرق إعادة التدوير الجديدة التي يمكن أن تكسر هذه السلاسل بشكل أكثر كفاءة وتسمح بإعادة استخدام المواد. في الوقت نفسه ، يسعى بعض العلماء جاهدين لإنشاء بلاستيك قابل لإعادة التدوير تمامًا ، على سبيل المثال ، من مواد طبيعية وبأنزيمات خاصة تكسر المادة بعد الاستخدام.
فيما يلي خمسة من أكثر الاختراقات الواعدة في مجال البلاستيك الأخضر.
مسحوق الخشب البلاستيك الحيوي: يتحلل في 3 أشهر
فريق من جامعة ييل مجتمعينمسحوق الخشب والمذيبات القابلة للتحلل. ونتيجة لذلك ، حوّل العلماء نفايات المنشرة إلى معلق من البوليمرات العضوية والسليلوز مع روابط هيدروجينية ومتشابكة على المستوى النانوي. ثم ، أثناء الدراسة ، قام العلماء بإلقاء المعلق في بيوبلاست.
بعد ذلك ، أجرى العلماء تجربة.قاموا بغمس صفائح البلاستيك الحيوي في التربة ، حيث بدأت الروابط الجزيئية في الانهيار في غضون أسبوعين ، وتحللت العينات تمامًا في غضون ثلاثة أشهر. أظهر البلاستيك الحيوي أيضًا قوة ميكانيكية عالية واستقرارًا في الاحتفاظ بالسوائل ومقاومة للأشعة فوق البنفسجية.
بالإضافة إلى التحلل السريع ، يمكن أيضًا إعادة البلاستيك الحيوي إلى شكل التعليق الأصلي. هذا يسمح باستعادة المذيب وإعادة استخدامه.
ونشرت الدراسة في المجلةاستدامة الطبيعة.
البلاستيك الحيوي من النفايات: قابل للتحلل في 12 شهرًا
سمي علماء من معهد نظم الإنتاج وتقنيات التصميم على اسم استخدمت فراونهوفر في ألمانيا النفايات الصناعية على شكل دهون تحتوي على كمية كبيرة من المعادن المتبقية.
في غرفة التخمير المعدلة وراثيااستقلاب البكتيريا هذه المعادن في البوليمر الحيوي ، بولي هيدروكسي بوتيرات (PHB). تقوم الميكروبات بتخزينها في خلاياها في شكل سائل كمصدر للطاقة.
حبيبات بولي هيدروكسي بوتيرات البكتيرية
فراونهوفر IPK / آندي كينج
بعد أن تم حل PHB لاحقًا ،خلطها العلماء مع إضافات كيميائية مسجلة الملكية. بمساعدتهم ، تم ترسيخ PHB بسرعة. والنتيجة هي بوليستر مشتق من المواد الحيوية. أظهر مؤلفو التطوير أن المواد تعرض خصائص مماثلة لتلك الخاصة بالبولي بروبيلين.
أظهرت التجارب أيضًا أنه إذا تم وضع بوليستر أساسه PHB في مكب نفايات عادي ، فإن الكائنات الحية الدقيقة الطبيعية سوف تدمره تمامًا في غضون 6-12 شهرًا.
تعمل الإنزيمات المدمجة على تحلل المواد في غضون أيام قليلة
العلماء من المختبروقد طورت بيركلي طريقة لدمج كميات صغيرة من الإنزيمات التجارية مباشرة في البلاستيك نفسه، بحيث تتحلل المادة من تلقاء نفسها أينما وجدت.
في نفس الوقت ، حتى يظل البلاستيك مستقرًافي الشكل ، أضاف الباحثون بوليمر عشوائي أحادي متغاير (RHP) إلى المادة. وتتمثل مهمتها في تشتيت الإنزيمات على مسافة عدة نانومترات من بعضها البعض.
عينة من البلاستيك الجديد القابل للتحلل الحيوي مع الإنزيمات المدمجة قبل وأثناء التسميد
جامعة كاليفورنيا في بيركلي
والنتيجة هي البلاستيك الذييظل ثابتًا مع الاستخدام المنتظم، ولكنه يبدأ في التحلل فقط عند ملامسته للتربة السماد أو الماء الساخن. وفي الاختبار، وجد الفريق أن نقع البلاستيك في الماء في درجة حرارة الغرفة لمدة ثلاثة أشهر لم يتسبب في تحلله، وهي عملية لا تبدأ إلا عندما ترتفع درجة الحرارة قليلاً.
في الماء الأكثر دفئًا من المعتاد ، يتم تدمير البلاستيك الجديد تمامًا في غضون أيام قليلة.
جامعة كاليفورنيا في بيركلي
لقد تقدم الفريق بالفعل بطلب للحصول على براءة اختراع لبلاستيك جديد قابل للتحلل وأسس شركة ناشئة للمساعدة في تسويقه.
ونشرت الدراسة في المجلةطبيعة سجية.
البلاستيك الحيوي النباتي: يتحلل في 4 سنوات
تعمل شركة NEC أيضًا على القوالببلاستيك صديق للبيئة، وابتكر وصفة لصنع مادة متينة مثل البلاستيك التقليدي، ولكنها أكثر صداقة للبيئة. تتكون مادة NeCycle الجديدة من 50% من السليلوز المستخرج من النباتات غير الصالحة للأكل - الخشب والقش. لاحظ مؤلفو التطوير أنه يمكن استخدامه في قولبة الحقن، مثل البلاستيك التقليدي.
ابتكرت شركة NEC بلاستيكًا حيويًا جديدًا على شكل حبيبات أو مكونات مصبوبة لجميع أنواع المنتجات
هذا يعطيها نفس الخصائص مثلاللدائن التقليدية. في الوقت نفسه ، أثناء إنشائه ، لا يتم استخدام أي موارد أحفورية ، كما أنه لا يلوث البيئة الطبيعية ، ويتحلل في حوالي أربع سنوات. قالت NEC إنها جاهزة بالفعل للإنتاج الضخم لـ NeCycle.
يتحلل البلاستيك في غضون أسبوع في ضوء الشمس
ابتكر باحثون من الصين نوعا جديدا من البلاستيك يتحلل خلال أسبوع واحد فقط عند تعرضه لأشعة الشمس والأكسجين.
المادة الجديدة ظهرت بالصدفة عند المؤلفبحث Liang Luo من جامعة Huazhong الصينية للعلوم والتكنولوجيا يعمل على نوع محسن من أجهزة الاستشعار الكيميائية. كان أحد علماء المواد يطور فيلمًا بوليمرًا جديدًا يغير لونه اعتمادًا على مستوى الأس الهيدروجيني. كانت هذه العملية مدفوعة بالبنية الجزيئية الفريدة للمادة: سلاسل من المونومرات تعطي الفيلم لونًا أحمر داكنًا وتحمله بعيدًا عندما تنكسر هذه الروابط.
من خلال تجارب فريقه ، اكتشف لوأن اللون الأحمر الغامق للفيلم اختفى بسرعة ، وتحللت المادة نفسها بعد عدة أيام في ضوء الشمس. إن كسر هذه الروابط هو على وجه التحديد الهدف المشترك لأبحاث معالجة البلاستيك.
البلاستيك غير مناسب لاستخدام الزجاجةمن الصودا أو أكياس التسوق ، حيث تتحلل بسرعة تحت التعرض لأشعة الشمس والهواء وتتحلل تمامًا خلال أسبوع. في الوقت نفسه ، دون أن تترك وراءها شظايا من اللدائن الدقيقة التي تدمر البيئة. حيث يكون البلاستيك الجديد مفيدًا في الأجهزة الإلكترونية المرنة أو الهواتف الذكية - حيث سيتم عزله عن الهواء والضوء طوال حياته.
قراءة المزيد
قدم علماء يابانيون طريقة لتحريك الأجسام بالموجات الصوتية
لأول مرة في التاريخ اختفت 9 نجوم خلال نصف ساعة ولم تعد
ظهرت صور مفصلة للمجرات الأقرب إلينا