طفرة في تكنولوجيا المواد البلاستيكية القابلة لإعادة التدوير بلا حدود

لقد أدت مشكلة التلوث المتصاعدة في العالم ، مدفوعة في جزء كبير منها بالتزايد المستمر في إنتاج المواد البلاستيكية التقليدية والتخلص منها ، إلى الحاجة الماسة إلى بدائل مستدامة. لمعالجة هذا القلق الملح ، حقق العلماء في مختبر لورانس بيركلي الوطني في كاليفورنيا علامة فارقة في مجال تكنولوجيا البلاستيك. لقد نجحوا في تطوير مادة بلاستيكية قابلة لإعادة التدوير بلا حدود تسمى بولي (ديكيتوينامين) أو PDK ، والتي تعد بإحداث ثورة في صناعة البلاستيك بخصائصها الدائرية والصديقة للبيئة.

الميكروبات المهندسة – مفتاح البلاستيك المستدام

من الأمور المركزية لهذا الابتكار الرائع تكامل العمليات البيولوجية والمواد الاصطناعية. استخدم فريق البحث ، بقيادة الدكتور بريت هيلمز ، التكنولوجيا الحيوية المتطورة لهندسة الميكروبات القادرة على تصنيع المكونات الأولية لـ PDK. على عكس اللدائن التقليدية ، التي تعتمد غالبًا على البتروكيماويات المحدودة والملوثة ، يمكن تفكيك PDK وإعادة تجميعها في منتجات جديدة دون أي خسارة في الجودة.

تحقيق نسبة عالية من المحتوى الحيوي

على مدار أربع سنوات ، نجح الباحثون في معالجة بكتيريا E. coli لتحويل السكريات من النباتات إلى جزيء يعرف باسم حمض الترياسيتيك لاكتون (bioTAL) ، وهو مكون حيوي في PDK. جاء هذا الاختراق عندما أنتج الفريق PDK مع ما يقرب من 80 في المائة من المحتوى الحيوي ، مما يمثل الحالة الأولى التي تم فيها دمج المنتجات الحيوية في الغالب في هذا البلاستيك القابل لإعادة التدوير.

قفزة خضراء إلى الأمام

تمتد الآثار المترتبة على هذا الاكتشاف إلى ما هو أبعد من حدود المختبر. يتيح تعدد استخدامات PDK إمكانية استخدامه في تطبيقات مختلفة ، بما في ذلك المواد اللاصقة والعناصر المرنة مثل كبلات الكمبيوتر أو أحزمة الساعات وحتى مواد البناء. ومع ذلك ، فإن ما أذهل الباحثين هو إدراكهم أن دمج bioTAL في المادة أدى إلى توسيع نطاق درجة حرارة العمل بما يصل إلى 60 درجة مئوية مقارنةً بالنسخة القائمة على البتروكيماويات. تمهد هذه الميزة الجديدة الطريق لاستخدام PDK في المنتجات التي تتطلب درجات حرارة عمل محددة ، مثل المعدات الرياضية وقطع غيار السيارات.

تعزيز الاقتصاد الدائري والاستدامة

أكد البروفيسور جاي كيسلينج ، كبير علماء هيئة التدريس في منطقة العلوم البيولوجية في مختبر بيركلي ، أنه من الأهمية بمكان تقليل الاعتماد على احتياطيات الوقود الأحفوري المتضائلة. من خلال إنشاء مواد قابلة للتجديد الحيوي ودائرية مثل PDK ، يسعى الباحثون إلى التخفيف من مشكلة النفايات البلاستيكية مع تزويد الشركات بحافز لتبني ممارسات مستدامة. بدلاً من أن ينتهي بها المطاف في مدافن النفايات أو المحيطات الملوثة ، يمكن إعادة تدوير المنتجات القائمة على PDK باستمرار ، مما يعزز نظام الحلقة المغلقة الذي يقلل من التأثير البيئي.

الجدوى التجارية والتصنيع الأخضر

بالإضافة إلى ملاءمتها للبيئة ، تقدم نتائج فريق البحث حجة قوية للجدوى التجارية للبلاستيك PDK. أظهر التحليل البيئي والتكنولوجي لعام 2021 أن بلاستيك PDK يمكن أن ينافس البلاستيك التقليدي من حيث الفعالية من حيث التكلفة إذا تم إنتاجه على نطاق واسع. علاوة على ذلك ، أشارت كورين سكاون ، العالمة في مجال تقنيات الطاقة في مختبر بيركلي ، إلى أنه حتى مع وجود تحسينات متواضعة في عملية الإنتاج ، يمكن أن تصبح بلاستيك PDK الحيوي أكثر تكلفة وأقل كثافة للكربون من تلك المشتقة من الوقود الأحفوري.

ختاماً، يعد اكتشاف البلاستيك القابل لإعادة التدوير بلا حدود ، PDK ، خطوة كبيرة نحو معالجة أزمة التلوث البلاستيكي العالمية. من خلال الاستفادة من إمكانات الميكروبات المهندسة لخلق بدائل مستدامة للبلاستيك التقليدي ، فتح فريق البحث في كاليفورنيا عالماً من الاحتمالات لممارسات الاقتصاد الدائري والتصنيع الصديق للبيئة. نظرًا لأن الصناعات والمستهلكين يتبنون هذه التكنولوجيا المغيرة للعبة ، فإنها تحمل وعدًا بخلق مستقبل أنظف وأكثر استدامة للأجيال القادمة.

المصدر: www.goodnewsnetwork.org

الصور من عمل:

Public Domain

Jenny Nuss / Berkeley Lab