تولید پلاستیک با کارایی بالا از ضایعات کشاورزی

تیمی از محققان دانشگاه پلی‌تکنیک فدرال لوزان موفق به ارائه یک رویکرد پیشگامانه برای تولید پلاستیک‌های با کارایی بالا از منابع تجدیدپذیر شدند.

کد خبر: ۶۸۵۵۲۰

تاریخ: ۰۴ فروردين ۱۴۰۳ - ۱۴:۳۹

به گزارش ایران اکونومیست، این محققان روش جدیدی را برای ایجاد پلی‌آمیدها با استفاده از یک هسته قندی حاصل از ضایعات کشاورزی معرفی کردند. پلی‌آمیدها دسته‌ای از پلاستیک‌ها هستند که به دلیل استحکام و دوام معروف هستند. از شناخته‌شده‌ترین آنها می‌توان به نایلون‌ها اشاره کرد.

روش جدید از یک منبع تجدیدپذیر استفاده می‌کند و از سوی دیگر این تحول را به طور مؤثر و با کمترین تأثیر زیست‌محیطی حصول کرده است.

جرمی لوترباخر، رهبر این تیم می‌گوید: پلاستیک‌های معمولی مبتنی بر فسیل به گروه‌های آروماتیک نیاز دارند تا به پلاستیک‌هایشان استحکام بخشند. این به آنها ویژگی‌های عملکردی مانند سختی، استحکام و مقاومت در برابر دمای بالا را می‌دهد. در اینجا، ما نتایج مشابهی به دست می‌آوریم، اما از ساختار قندی استفاده می‌کنیم که در طبیعت همه جا حاضر است و عموماً کاملاً غیرسمی است، تا خاصیت سفتی و عملکردی را ارائه دهد.

لورنز مانکر، نویسنده اصلی این مطالعه و همکارانش، فرآیندی بدون کاتالیزور برای تبدیل دی‌متیل گلی‌اکسیلات زایلوز، کربوهیدرات تثبیت شده‌ای که مستقیماً از زیست‌توده مانند چوب یا بلال ذرت ساخته می‌شود، به پلی‌آمیدهای با کیفیت بالا را توسعه دادند. این فرآیند به راندمان اتمی چشمگیر ۹۷ درصد می‌رسد، به این معنی که تقریباً تمام مواد اولیه در محصول نهایی استفاده می‌شود که به شدت ضایعات را کاهش می‌دهد.

پلی‌آمیدهای زیستی دارای خواصی هستند که می‌توانند با همتایان فسیلی خود رقابت کنند و جایگزینی امیدوارکننده برای کاربردهای مختلف ارائه دهند. علاوه بر این، مواد انعطاف‌پذیری قابل‌توجهی را از طریق چرخه‌های چندگانه بازیافت مکانیکی نشان دادند و یکپارچگی و عملکرد خود را حفظ کردند که عاملی حیاتی برای مدیریت چرخه عمر مواد پایدار است.

به نقل از معاونت علمی ریاست‌جمهوری، کاربردهای بالقوه برای این پلی آمیدهای نوآورانه بسیار گسترده است و از قطعات خودرو گرفته تا کالاهای مصرفی با ردپای کربن به میزان قابل‌توجهی کاهش یافته است. تجزیه و تحلیل فنی-اقتصادی این تیم و ارزیابی چرخه عمر نشان می‌دهد که این مواد می‌توانند در برابر پلی‌آمیدهای سنتی از جمله نایلون‌ها (به عنوان مثال نایلون ۶۶)، با کاهش پتانسیل گرمایش جهانی تا ۷۵ درصد، قیمت رقابتی داشته باشند.

نتایج این پژوهش در Nature Sustainability منتشر شده است.