پلاستیك یك بار مصرف خودخورنده، ناجی بشر می شود
حیوان خانگی بگیر: خراسان رضوی دانشمندان پلاستیک تجزیه پذیر یک بار مصرف ایجاد کردند که به قول آنان «خودش را می خورد». این ماده بگونه ای ساخته شده که حاوی آنزیم هایی است که بعد از قرار گرفتن در معرض آب و گرما تجزیه می شود. این ماده بزودی می تواند در مواردی مانند ظروف و کیسه های پلاستیکی که اقیانوس های کره زمین را پوشانده اند مورد استفاده قرار گیرند.
به نقل از نیوز، محققان این نوآوری پیشگامانه، فکر می کنند که میتوان از آن در چسب هم بهره برد ازاین رو بعضی از ابزارهای الکترونیکی رایج به سادگی از یکدیگر جدا شده و قطعات آنها باردیگر مورد استفاده قرار می گیرند. آنان امیدوارند که این نوآوری به مفهوم آخر زندگی پلاستیک های یک بار مصرف کنونی و نجات محیط زیست باشد.
در حال حاضر، برخی تولیدات پلاستیکی قابل کمپوست در هنگام کمپوست معمولی از بین نمی روند و پلاستیک های قابل بازیافت دیگر را آلوده کرده و دردسری برای بازیافت کنندگان می شوند. ازاین رو بیشتر این مواد که عموما از پلی استر معروف به اسید پلی لاکتیک یا PLA ساخته شده اند، فقط در محل دفن زباله ها دفن و تا ابد باقی می مانند.
دکتر تینگ ژو، استاد علوم و مهندسی مواد و شیمی دانشگاه کالیفرنیا برکلی ایالات متحده می گوید: «مردم حالا آماده هستند تا به سمت پلیمرهای قابل تجزیه برای پلاستیک های یک بار مصرف حرکت کنند، اما اگر معلوم شود این مواد مشکلات بیشتری نسبت به ارزش خود ایجاد می کنند، امکان دارد این خط مش باردیگر برگردد. ما اساسا می گوییم که در راه درستی قرار داریم و می توانیم این مشکل پایدار پلاستیک های یک بار مصرف را که قابل تجزیه نیستند، حل نماییم.»
محققان بیان کردند: این ماده جدید باید از لحاظ نظری در مورد انواع دیگر پلاستیک های پلی استر هم استفاده گردد و می تواند منجر به ایجاد ظروف پلاستیکی قابل کمپوست شود که هم اکنون از نوعی پلاستیک غیر قابل تخریب به نام پلی الفین ساخته شده اند.
دکتر ژو اظهار نمود: پلاستیک های پلی الفین را میتوان به جای کمپوست به محصولات باارزش بالاتر تبدیل کرد. وی حالا در حال کار بر روی روش هایی برای تبدیل پلاستیک های پلی الفین بازیافتی جهت استفاده مجدد است. با دوام ترین پلاستیک ها دارای ساختار مولکولی حدودا بلوری مانند هستند و در کنار هم قرار گرفتند، ازاین رو الیاف پلیمری آن محکم تر شده تا آب نتواند به آنها نفوذ کند، چه رسد به میکروب هایی که امکان دارد پلیمرها را بجوند.
ایده ژو این بود که آنزیم های خورنده پلیمر نانوسکوپی را مستقیما در یک پلاستیک یا مواد دیگر جاسازی کند؛ به صورتی که آنها را از یکدیگر جدا کرده و از آنها محافظت کند تا زمانی که شرایط مناسب آنها را از بین ببرد. در سال ۲۰۱۸ وی نشان داد که چگونه این روش کاربردی است. ژو و گروه وی در جسمی آنزیم مذکور را قرار دادند و هنگامی که این جسم در ماده شیمیایی غوطه ور شد، این آنزیم، ارگانوفسفره سمی را تجزیه کرد.
پیش از این، دکتر ژو مولکول هایی را به نام «هتروپلیمرهای تصادفی» (RHP) طراحی کرد که به دور آنزیم پیچیده و به آرامی آنرا بدون محدودیت انعطاف پذیری طبیعی در کنار یکدیگر حفظ می کردند. این مولکول ها تحت اشعه ماوراء بنفش تخریب می شوند و در غلظت کمتر از یک درصد از وزن پلاستیک وجود دارند البته آنقدر کم هستند که مشکلی ایجاد نمی کنند.
در آخرین تحقیقات، وی آنزیم را در RHP ها محصور و میلیاردها نانوذرات در سرتاسر دانه های رزینی پلاستیکی جاسازی کرده است که نقطه شروع تولید پلاستیک هستند. این گروه سپس نشان داد که آنزیم های پوشیده شده با RHP خصوصیت های پلاستیک را تغییر نمی دهند و این ماده می تواند مانند پلاستیک پلی استر معمولی در دمای حدود ۳۳۸ درجه فارنهایت ذوب شود و در الیاف قرار گیرد.
این دما کاملا کمتر از دمای طبیعی ایجاد کمپوست است، به این مفهوم که با روش های فعلی کمپوست روند کار آسان است. همینطور در صورت رطوبت اندک یا در صورت قرار گرفتن در معرض گرما برای مدت کوتاهی خراب نمی گردد. بنابراین، حتی میتوان از آن برای ساخت لباس های پلی استر بهره برد که در مقابل تعریق مقاوم باشند.
وی توضیح داد: «اگر آنزیم فقط روی سطح پلاستیک باشد با سرعت بسیار آهسته خارج می شود، اما زمانی که به صورت نانوسکوپی در همه جا توزیع شود به صورت اساسی هر یک از آنها فقط احتیاج به از بین بردن همسایگان پلیمری خود دارند و سپس کل مواد از هم پاشیده می شود. به نظر می آید که افراد می خواهند در خانه خود بدون اینکه دستانشان آلوده شود؛ در آب کمپوست تولید کنند. بنابراین، این همان چیزی است که ما تلاش کردیم انجام دهیم. برای از بین بردن پلاستیک جدید فقط آب تا دمای مناسب گرم شده و در عرض چند روز شاهد از بین رفتن پلاستیک خواهیم بود.»
این پروژه تا حدی توسط دفتر تحقیقات ارتش ایالات متحده پشتیبانی می شود. دکتر استفانی مک الهینی، مدیر برنامه در دفتر تحقیقات ارتش تصریح کرد: این نتایج بنیان طراحی منطقی مواد پلیمری است که می تواند در بازه های زمانی نسبتا کوتاه تخریب شود و مزایای قابل توجهی را برای تدارکات ارتش در زمینه مدیریت پسماند فراهم می آورد. به صورت گسترده تر این نتایج بینشی از راهبردهای ترکیب بیومولکول های فعال در مواد جامد را فراهم می آورد که می تواند برای انواع مختلف توانایی های آینده ارتش همچون گندزدایی و خود ترمیم کنندگی تأثیر داشته باشد.
دکتر ژو این نتایج را راهی برای سازگاری با محیطزیست برای نسل های جوان می داند و می گوید: خوب است که افراد جوان در این مورد فکر کنند و نحوه ارتباط ما با زمین را تغییر دهند. به همه مواد دورریختنی خود مانند لباس، کفش، وسایل الکترونیکی ازجمله تلفن های همراه و کامپیوتر نگاه کنید. ما موارد زیادی را با سرعتی بالاتر از برگردان آنها به زمین از زمین می گیریم. برای تهیه این مواد به زمین برنگردید، بلکه هر آنچه را که دارید استخراج کنید و سپس آنرا به چیز دیگری تبدیل کنید.
نتایج این تحقیق در نشریه Nature منتشرشده است.
این مطلب را می پسندید؟
(1)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب