ابداع یک پلاستیک گیاهی قوی که به شکر تبدیل می‌شود

دانشمندان موفق به توسعه یک نوع پلاستیک گیاهی شده‌اند که به اندازه پلاستیک PET قوی است و مهمتر اینکه در محیط به شکر تبدیل می‌شود.

کد خبر: ۴۶۳۶۷۶

تاریخ: ۰۷ تير ۱۴۰۱ - ۱۲:۳۸

به گزارش ایران اکونومیست و به نقل از نیو اطلس، پلاستیک‌ها مواد سخت و چندمنظوره‌ای هستند که برای استفاده‌های مختلف یک گزینه عالی هستند، اما وقتی دع می‌شوند و در محیط زیست قرار می‌گیرند، برای آن خوب نیستند. اکنون دانشمندان در دانشگاه "اکول پلی‌تکنیک فدرال لوزان"(EPFL) اکنون یک ماده پلاستیکی جدید شبیه به "PET" ساخته‌اند که از مواد زائد گیاهی به دست می‌آید و می‌تواند به صورت شیمیایی بازیافت شود یا در محیط به قندهای بی‌ضرر تجزیه شود.

"پلی‌اتیلن ترفتالات"(PET) یک ترکیب شیمیایی است که معمولاً به اختصار PET , PETE یا PETP یا PET-P نوشته می‌شود و رایج‌ترین رزین پلیمری ترموپلاستیک از خانواده پلی استر است و در الیاف لباس، ظروف مایعات و مواد غذایی و ترموفرمینگ برای تولید و در ترکیب با الیاف شیشه برای رزین‌های مهندسی کاربرد دارد.

اما ماده‌ی جدید ابداعی محققان این مطالعه، استحکام قابل مقایسه با پلاستیک خود را از "لیگنین" که یک پلیمر زیستی است که دیواره سخت سلول‌های گیاهی را می‌سازد، به دست می‌آورد.

این تیم در کار قبلی خود روشی را برای تولید مواد گیاهی غیرخوراکی مانند چوب و پوسته درخت در مواد شیمیایی ارزان قیمت ابداع کرد که "لیگنین" را استخراج کرده و برای تولید مواد اولیه پلاستیکی پایدار نگه می‌دارد.

اکنون در این مطالعه جدید، محققان از یک ماده شیمیایی متفاوت اما مرتبط برای ساخت یک پلاستیک زیستی همه‌کاره استفاده کرده‌اند.

"لورنز مانکر" نویسنده ارشد این مطالعه گفت: با استفاده از یک آلدئید متفاوت - اسید گلیوکسیلیک به جای فرمالدئید - می‌توانیم به سادگی گروه‌های چسبنده را روی دو طرف مولکول‌های قند بچسبانیم که سپس به آنها اجازه می‌دهد تا به عنوان بلوک‌های سازنده پلاستیک عمل کنند. با استفاده از این روش ساده می‌توانیم تا ۲۵ درصد وزن زباله‌های کشاورزی یا ۹۵ درصد شکر خالص را به پلاستیک تبدیل کنیم.

بیوپلاستیک یا پلاستیک زیستیِ به دست آمده بسیاری از خواص مطلوب پلاستیک‌های معمولی را نشان می‌دهد. این ماده می‌تواند تا دمای ۱۰۰ درجه سانتیگراد را تحمل کند، استحکام کششی تا ۷۷ مگاپاسکال، سختی تا ۲۵۰۰ مگاپاسکال دارد و مانعی قوی برای اکسیژن و بخار آب است. همچنین همه‌کاره است و تیم تحقیقاتی نشان داد که می‌توان از آن برای ساخت نوار بسته‌بندی، رشته‌هایی برای چاپ سه بعدی یا الیافی که می‌توانند به پارچه تبدیل شوند، استفاده کرد.

سازگاری این ماده با محیط زیست، به ایجاد آن محدود نمی‌شود، بلکه دفع آن نیز سبز است و با استفاده از فرآیندی که در حال حاضر برای بازیافت پلاستیک‌های PET استفاده می‌شود، می‌توان آن را به صورت شیمیایی بازیافت کرد و اگر وارد محیط زیست شود، به جای میکروپلاستیک، به قندهای گیاهی تشکیل دهنده خود تجزیه می‌شود.

بیوپلاستیک‌های گیاهی زیادی در حال توسعه هستند و شرکت‌های بزرگی مانند "لگو" و "کوکاکولا" در حال آزمایش آن‌ها در محصولات خود هستند. اما مانند دیگر پیشرفت‌ها، هنوز موانعی وجود دارد که باید قبل از اینکه بتوان آنها را به تولید انبوه رساند، بر آنها غلبه کرد. اما در این مورد، تیم تحقیقاتی می‌گوید که شیمی ساخت این بیوپلاستیک جدید، ساده‌تر از سایرین است و از مواد شیمیایی ارزان‌قیمت استفاده شده است و در حال حاضر در حال استفاده گسترده است.

"جرمی لوترباچر" نویسنده اصلی این مطالعه گفت: این نوع پلاستیک، دارای خواص بسیار هیجان انگیزی، به ویژه برای کاربردهایی مانند بسته بندی مواد غذایی است و چیزی که آن را منحصر به فرد می‌کند، وجود ساختار شکر دست نخورده در آن است. این امر، تولید آن را بسیار آسان می‌کند، زیرا نیازی نیست آنچه را که طبیعت به شما می‌دهد تغییر دهید و تجزیه آن را ساده می‌کند، زیرا می‌تواند به شکل مولکولی که در طبیعت فراوان است، بازگردد.

این تحقیق در مجله Nature Chemistry منتشر شده است.