تطوير أول مادة بلاستيكية قابلة للتحلل الحيوى أثناء تعرضها للحرارة والماء

معظم ما يسمى بالبلاستيك (القابل للتسميد) اليوم مصنوع من بوليستر يسمى “متعدد حمض اللبنيك”، أو PLA، ولا يتحلل فعليا أثناء التسميد المعتاد. مؤخراً تكمن مشكلة البلاستيك التقليدي في أنها مصممة بطبيعتها بحيث لا تتحلل، وهو أمر رائع للاستخدام العادي، ولكنه غير مفيد للبيئة لاحقا عند التخلص منه. لكن مؤخرًا, تمكن فريق علمي أمريكي من تطوير أول مادة بلاستيكية قابلة للتحلل البيولوجي في غضون أسابيع قليلة عند التعرض للحرارة والماء. فغالبية أنواع ما يسمى بالبلاستيك «القابل للتسميد» اليوم مصنوع من بوليستر يسمى حمض «بوليكتيك» لا يتحلل، ونتيجة لذلك، ينتهي به الحال في كثير من الأحيان في مقالب القمامة، حيث تبقى مثل البلاستيك التقليدي «إلى الأبد».

وقام باحثون من الولايات المتحدة بدمج إنزيمات آكلة للبوليستر محمية بغلاف «بوليمر» خاص مع بوليستر أثناء عملية التصنيع وعند تعرضها للحرارة والماء يتم إطلاق الإنزيمات بواسطة أغلفتها وتعمل على تفتيت البلاستيك إلى الأجزاء المكونة له.

ووفقا لما ذكرته صحيفة “ديلى ميل” البريطانية، أوضح الفريق أن أغلفة الإنزيم تتحلل أيضًا تحت الضوء فوق البنفسجي، وبالإضافة إلى ذلك، لا ينتج البلاستيك المربوط بالإنزيم ملوثات لدائن دقيقة عندما يتحلل، حيث يتحلل 98% منه إلى جزيئات صغيرة.

قالت باحثة الدراسة وعالمة المواد تينج شو من جامعة كاليفورنيا بيركلي: “أصبح الناس الآن على استعداد للانتقال إلى البوليمرات القابلة للتحلل الحيوي للمواد البلاستيكية ذات الاستخدام الواحد”.

وأضافت الباحثة، “إننا نسير على الطريق الصحيح.. يمكننا حل هذه المشكلة المستمرة المتمثلة في عدم قابلية المواد البلاستيكية ذات الاستخدام الواحد للتحلل الحيوي”.

تكمن مشكلة البلاستيك التقليدي في أنه مصممة بطبيعته بحيث لا يتحلل، وهو أمر غير مفيد للبيئة لاحقًا عند التخلص منه، وتتمتع أكثر أنواع البلاستيك متانة بهيكل جزيئي يشبه البلور تقريبًا، مع ألياف بوليمر محاذية بإحكام بحيث لا تستطيع الميكروبات التي تأكل البوليمر من الخارج الدخول.

وأظهر الفريق في دراستهم أن الإنزيمات المغلفة بالبوليمرات غير المتجانسة لم تغير الخصائص الأساسية للبلاستيك، الذي لا يزال من الممكن صهره إلى ألياف عند درجة حرارة حوالي 338 درجة فهرنهايت (170 درجة فهرنهايت)”.

يتطلع الباحثون أيضًا إلى برمجة البوليمرات غير المتجانسة العشوائية بحيث يمكن إيقاف تحلل البلاستيك جزئيًا، مما يسمح بإعادة صهر البلاستيك لأغراض أخرى.

ووفقا للفريق، لا تتحلل البوليسترات المعدلة في درجات الحرارة المنخفضة أو خلال فترات الرطوبة القصيرة، ما يعني أنه يمكن استخدامها لصنع الملابس، على سبيل المثال، التي يمكن أن تتحمل العرق ويتم غسلها في درجة حرارة معتدلة.

وبالمثل، فإن النقع في الماء لمدة ثلاثة أشهر في درجة حرارة الغرفة لا يتسبب في تحلل البلاستيك، على عكس الماء الفاتر.

وقال البروفيسور شو: “استخدمنا ماء الصنبور الدافئ. فقط قم بتسخينه إلى درجة الحرارة المناسبة، ثم ضعه في الداخل، وسترى أن البلاستيك يختفي في غضون أيام قليلة”.

وعلق البروفيسور شو قائلا: “من الجيد أن يفكر جيل الألفية في هذا الأمر ويبدأ حوارًا لتغيير الطريقة التي نتعامل بها مع الأرض”.