تطوير مادة بلاستيك من نفايات الكتلة الحيوية

«ورقة» مطبوعة بتقنية ثلاثية الأبعاد مصنوعة من البلاستيك الحيوي الجديد الذي اخترعه علماء في سويسرا والنمسا. Alain Herzog (EPFL)

ابتكر علماء في سويسرا والنمسا مادة بلاستيكية قابلة لإعادة التدوير يمكن صنعها بسهولة من الأجزاء غير الصالحة للاستهلاك من النباتات. وبالامكان استخدام البلاستيك الصلب الواعد والمقاوم للحرارة في تغليف المواد الغذائية.

نجح باحثون من المعهد التقني الفدرالي العالي بلوزان  (EPFL) وجامعة الموارد الطبيعية وعلوم الأحياء في فيينا في تطوير مادة بلاستيكية من الكتلة الحيوية، تفي بالمعايير كبديل صديق للبيئة للعديد من المواد البلاستيكية التقليدية المستخدمة.

ويعمل العديد من العلماء في جميع أنحاء العالم على البوليميرات القابلة للتحلل أو إعادة التدوير المصنوعة من مواد نباتية غير صالحة للأكل أو ما يسمى بالكتلة الحيوية، لكن البحث معقّد جدا. وتعتقد أفرقة الباحثين في كل من سويسرا والنمسا، بقيادة جيريمي لوترباخر في كلية العلوم الأساسية في المعهد التقني الفدرالي العالي بلوزان أنهم عثروا على حل مثالي. 

يقول لوترباخر: “”نحن في الأساس “نطبخ” الخشب أو المواد النباتية الأخرى غير الصالحة للاستهلاك، مثل النفايات الزراعية، في مواد كيميائية غير مكلفة لانتاج  السلائف البلاستيكية في خطوة واحدة”.  ويضيف “من خلال الحفاظ على بنية السكر سليمة داخل البنية الجزيئية للبلاستيك، فإن الحلول الكيميائية أبسط بكثير من البدائل المستخدمة حاليا”.

وتستند هذه التقنية إلى اكتشاف نشره لوترباخر وزملاؤه في عام 2016رابط خارجي، حيث أدت إضافة ألدهيد، مركب عضوي، إلى استقرار أجزاء معيّنة من المواد النباتية، ومنع تدميرها أثناء الاستخراج.

وأوضح لورينز مانكر، المؤلف الأوّل للدراسة قائلا: “باستخدام مركبات عضوية مختلفة – حمض الجليوكسيليك بدلاً من الفورمالديهاي- يمكننا ببساطة قص مجموعات “لزجة” على جانبي جزيئات السكر، مما يسمح لها بعد ذلك بالعمل كوحدات بناء بلاستيكية”، قبل أن يضيف: “باستخدام هذه التقنية البسيطة، يمكننا تحويل ما يصل إلى 25% من وزن النفايات الزراعية، أو 95% من السكر المنقى، إلى البلاستيك”.

ويقول الباحثون إن المواد البلاستيكية المنتجة يمكن استخدامها بطرائق مختلفة: في عمليات التعبئة والتغليف، وفي صناعة النسيج، أو في الصناعة الإلكترونية والصيدلانية. وقد طوّر الباحثون بالفعل أغشية تستخدم في التغليف، وألياف يمكن نسجها في ملابس أو منسوجات أخرى، وايضا إنتاج خيوط للطباعة ثلاثية الابعاد.

ووفقا للوترباخر “يتمتع البلاستيك المنتج بخصائص مثيرة للغاية، لاسيما خلال استخدامه في تطبيقات مثل تغليف المواد الغذائية”. وما يجعل هذا البلاستيك فريدا من نوعه هو احتوائه على بنية السكر السليمة. وهذا ما يجعل من السهل للغاية صنعه لأنك لست مضطرا لتعديل ما تمنحه لك الطبيعة، وسهل التحلل لأنه يمكن أن يرجع إلى وضع الجزيء المتوفّر بكثافة في الطبيعة”.

وقد نشرت نتائج هذه الدراسة في مجلة “نيتشر” رابط خارجيالعلمية البريطانية.

المعهد التقني الفدرالي العالي بلوزان/ ع.ع