تم تطوير بوليمر جديد قابل للتحلل بالكامل في الولايات المتحدة الأمريكية

اكتشف فريق من الكيميائيين من الولايات المتحدة الأمريكية مادة بوليمرية جديدة لا تُستخدم فقط لإنتاج مواد متنوعة، بل يُمكن إعادة تدويرها أيضًا دون الإضرار بالبيئة. يقترح الباحثون إعادة تدوير البلاستيك إلى وحدات بناء جزيئية، مما يمنح المنتجات البلاستيكية حياة جديدة. اليوم، في عدد من الدول، تُرسل المنتجات البلاستيكية التي تجاوزت صلاحيتها إلى إعادة التدوير، حيث تُستخدم لصنع منتجات مفيدة، ولكن ينتهي المطاف بمعظمها في مكبات النفايات أو المحيط.

هناك أيضًا البلاستيك القابل للتحلل والذي يتحلل في ظل ظروف معينة (على سبيل المثال، حمض البوليلكتيك)، ولكن حتى هذا البديل له بعض العيوب - طرق إعادة التدوير الموجودة اليوم لا تسمح بإجراء عملية التحلل دون تكوين منتجات ضارة.

كان هدف الكيميائيين الأمريكيين إيجاد بلاستيك مناسب لإعادة التدوير وقابل للتحلل الحيوي. خلال العمل، درس الخبراء جزيئات أحد بدائل المنتجات البترولية (أدرجت وزارة الطاقة الأمريكية هذا البديل ضمن قائمة البدائل التي تلبي جميع المعايير على أفضل وجه).

وقد اعتبر العلماء أن حمض غاما هيدروكسي بيوتيريك اللاكتون هو مادة لإنتاج اللبنات الأساسية للبلاستيك الحديث، ولكن المادة مستقرة حرارياً، وهي الخاصية التي منعت العلماء من دمجها في سلسلة من المونومرات المتكررة لتشكيل البلاستيك.

وفقًا لأستاذ الكيمياء، إيفجين تشين، خلصت جميع استنتاجات الباحثين في تقارير سابقة إلى أن هذا المونومر لا يستحق اهتمام العلماء. أكد جميع الكيميائيين الذين عملوا على لاكتون حمض y-هيدروكسي بوتيريك استحالة إنتاج بوليمر منه، لكن البروفيسور تشين وزملائه شككوا في وجود بعض المغالطات في التقارير.

بدأ الباحثون العمل باستخدام لاكتون حمض الهيدروكسي بيوتيريك، ونتيجةً لذلك، لم يحصلوا على بوليمر فحسب، بل تمكنوا أيضًا من تحويله إلى أشكال مختلفة (حلقية، خطية). في عملهم، احتاج العلماء إلى محفزات، معدنية وخالية من المعادن، مما سمح لهم بالحصول على بوليستر يحتوي على بولي جاما بيوتيرولاكتون مزدوج. خلال العمل الإضافي، أدرك الباحثون أنه عند تسخين المادة، فإنها تتحول إلى حالتها الأصلية في غضون ساعة تقريبًا (يتطلب البوليمر الحلقي التسخين عند درجة حرارة 300 درجة مئوية، بينما يتطلب البوليمر الخطي التسخين عند درجة حرارة 220 درجة مئوية)، أي أن المادة الجديدة قابلة للتحلل الحيوي ولا تضر بالبيئة، على عكس المنتجات البلاستيكية المستخدمة اليوم.

وفقًا لفريق البحث، يُعدّ المونومر المستخدم في عملهم بديلاً متكاملاً للبلاستيك الحيوي P4HB، المستخدم تجاريًا على نطاق واسع. يُعدّ إنتاج P4HB أكثر تكلفةً وتعقيدًا من معظم أنواع البلاستيك. وقد أشار فريق البروفيسور تشين إلى أن خيارهم الأرخص والأكثر عمليةً لإنتاج البلاستيك سينتشر على نطاق واسع.

[ 1 ]، [ 2 ]، [ 3 ]، [ 4 ]، [ 5 ]