جایگزین مواد پتروشیمیایی پیدا شد/ تولید پلاستیک‌های زیستی از نوعی میکروب

به گزارش خبرنگار خبرگزاری علم و فناوری آنا، زباله‌های پلاستیکی یک مشکل زیست‌محیطی جهانی محسوب می‌شوند. بیشتر پلاستیک‌ها قابل بازیافت نیستند و بسیاری از آن‌ها از مواد پتروشیمیایی محدود و آلاینده به‌عنوان مواد اولیه استفاده می‌کنند. اما این شکل تولید پلاستیک در حال تغییر است.

محققان «آزمایشگاه ملی لارنس برکلی» وزارت انرژی آمریکا با موفقیت میکروب‌ها را مهندسی کردند تا جایگزین‌های زیستی برای مواد اولیه در یک پلاستیک بی‌نهایت قابل بازیافت به نام پلی (دیکتون آمین) یا «پی‌دی‌کی» (PDK) بسازند.

این پیشرفت، نتیجه همکاری متخصصان سه مرکز ریخته‌گری مولکولی، مؤسسه مشترک انرژی زیستی (JBEI) و منبع نور پیشرفته در آزمایشگاه برکلی است.

«برت هِلمز»، سرپرست این تحقیقات می‌گوید: این اولین بار است که از محصولات زیستی برای ساخت یک «پی‌دی‌کی» عمدتاً زیست‌محور استفاده می‌شود. همچنین این نخستین بار است که شاهد یک مزیت زیستی نسبت به استفاده از مواد پتروشیمیایی، هم از نظر خواص مواد و هم از نظر هزینه تولید در مقیاس، هستیم.

برخلاف پلاستیک‌های رایج، «پی‌دی‌کی»‌ها را می‌توان بار‌ها و بار‌ها به واحد‌های سازنده بکر تبدیل کرد بدون آنکه کیفیت محصولات جدید افت کند.

«پی‌دی‌کی»‌ها از واحد‌های سازنده مشتق‌شده از پتروشیمی ساخته می‌شوند، اما اکنون می‌توان آن‌ها را با میکروب‌ها طراحی و تولید کرد.

این دانشمندان اکنون، پس از چهار سال تلاش، میکروب E. coli را دستکاری کرده‌اند تا قند‌های گیاهی را به برخی از مواد اولیه تبدیل کنند. آن‌ها مولکولی به نام «لاکتون اسید تری استیک» یا «بایوتال» (bioTAL) را تولید کردند: یک «پی‌دی‌کی» با تقریباً ۸۰ درصد محتوای زیستی.

«جرمی دمارتو» دانشمند پروژه در گروهی که در توسعه پلیمر‌های زیستی مشارکت دارد، گفت: نشان داده‌ایم که مسیر ۱۰۰ درصدی محتوای زیستی در پلاستیک‌های قابل بازیافت امکان‌پذیر است. شما این را از ما در آینده خواهید دید.

از «پی‌دی‌کی»ها می‌توان برای تولید گستره وسیعی از محصولات از جمله چسب‌ها، اقلام انعطاف‌پذیر مانند کابل‌های کامپیوتر یا بند ساعت، مصالح ساختمانی و «ترموست‌های سخت»، پلاستیک‌های سفت و سخت ساخته شده از طریق فرآیند پخت، استفاده کرد.

محققان همچنین دریافتند وقتی «بایوتال» (bioTAL) در این ماده ادغام می‌شود، در مقایسه با نسخه پتروشیمیایی «پی‌دی‌کی»ها، محدوده دمای کاری آن تا ۶۰ درجه سانتیگراد بالا می‌رود. یافته شگفت‌آوری که می‌تواند راه را برای استفاده از «پی‌دی‌کی» در مواردی که به دمای کاری خاص نیاز دارند، از جمله تجهیزات ورزشی و قطعات خودرو مانند سپر یا داشبورد هموار کند.

حل مشکل زباله‌های پلاستیکی

«برنامه محیط زیست سازمان ملل» تخمین می‌زند بشر در سراسر جهان سالانه حدود ۴۰۰ میلیون تن زباله پلاستیکی تولید می‌کند و پیش بینی می‌شود این رقم تا سال ۲۰۵۰ به بیش از یک میلیارد تن برسد. از هفت میلیارد تن زباله پلاستیکی که در حال حاضر تولید شده، تنها حدود ۱۰ درصد بازیافت شده است، در حالی که بیشتر آن در محل‌های دفن زباله دور ریخته و یا سوزانده می‌شوند.

«جی کیزلینگ» استاد دانشگاه برکلی، دانشمند ارشد دانشکده در منطقه علوم زیستی آزمایشگاه برکلی و مدیر عامل JBEI، گفت: نمی‌توانیم به استفاده از منابع رو به کاهش سوخت‌های فسیلی خود برای تامین این میل سیری ناپذیر به پلاستیک ادامه دهیم. قصد داریم با ایجاد موادی که هم زیست تجدیدپذیر و هم قابلیت استفاده‌های مجدد دارند، به شرکت‌ها انگیزه دهیم از این مواد استفاده کرده و به حل مشکل زباله‌های پلاستیکی کمک کنیم.

مردم نیز می‌توانند محصولات پلاستیکی مورد نیاز خود را برای مدت زمانی که به آن‌ها نیاز دارند، داشته باشند و بعد نیز همین مواد به کالا‌های جدیدتری تبدیل شود.

به گفته این محققان به زودی می‌توان پلاستیک‌های «پی‌دی‌کی» زیست‌محوری ساخت که هم ارزان‌تر هستند و هم دی‌اکسید کربن کمتری نسبت به پلاستیک‌های ساخته شده با سوخت‌های فسیلی منتشر می‌کنند.