أخبار العالم

ابتكار «بلاستيك حي» يحتوي على جراثيم تمكنه من التحلل


يستغرق البلاستيك عشرات، وأحيانًا مئات السنين، ليتحلل، مما يتسبب في تلويث هذا النوع من النفايات للأرض والمحيطات.

ولهذا السبب يعمل العلماء في جميع أنحاء العالم باستمرار على تطوير تقنيات لتكسير البلاستيك بأكثر الطرق فعالية.

مع أخذ هذا في الاعتبار، قام فريق من العلماء بقيادة جامعة كاليفورنيا، سان دييغو، بتطوير بلاستيك قابل للتحلل مملوء بالجراثيم البكتيرية وكريات البولي يوريثين البلاستيكية الحرارية.

نجح الفريق، بقيادة كلية جاكوبس للهندسة ومركز أبحاث علوم وهندسة المواد (MRSEC) في جامعة سان دييغو، في تصميم “بلاستيك حي” يمكن تحويله إلى سماد.

هذا “البلاستيك الحي”، وفقًا للدراسة، هو شكل قابل للتحلل من مادة البولي يوريثين الحراري (TPU)، وهو نوع من البلاستيك التجاري المتين المستخدم في صناعة الأحذية والحصير (السجاد) والوسائد والرغوة.

وتم تصنيع المادة القابلة للتحلل الحيوي عن طريق ملئها بأبواغ بكتيرية من سلالة Bacillus subtilis، التي لديها القدرة على تحلل المواد البوليمرية البلاستيكية.

وتمتلك هذه البكتيريا المنتشرة بشكل كبير في التربة خاصية الإنبات والتحلل عند تعرضها للعناصر الغذائية التي يحتويها الأسمدة في نهاية دورة حياتها.

وقال جون بوكورسكي، أستاذ هندسة النانو والمؤلف الرئيسي المشارك للدراسة المنشورة في مجلة Nature Communications: “إنها خاصية متأصلة في هذه البكتيريا”. “لقد أخذنا بعض السلالات وقمنا بتقييم قدرتها على استخدام مادة TPU كمصدر وحيد للكربون، ثم اخترنا السلالة التي نمت بشكل أفضل”.

واستخدم الباحثون نوعاً غير نشط من البكتيريا، بسبب مقاومتها للظروف البيئية القاسية، لامتلاكها درعاً واقياً. لقد صمموها لتكون شديدة المرونة في درجات الحرارة.

ولتصنيع البلاستيك الجديد القابل للتحلل الحيوي، أدخل العلماء الجراثيم وحبيبات البولي يوريثان البلاستيكية الحرارية في آلة ضغط، حيث تم خلط كلا المكونين وصهرهما عند درجة حرارة 135 درجة مئوية. ثم صنعوا شرائح بلاستيكية كما يفعلون عادة.

تم بعد ذلك تقييم قابلية التحلل الحيوي للمادة الناتجة وتبين أن الماء والمواد المغذية الأخرى الموجودة في السماد أدت إلى إنبات الجراثيم داخل البلاستيك، والتي تحللت بنسبة 90% بعد 5 أشهر في السماد، في ظل ظروف مثالية تبلغ 37 درجة. درجة مئوية مع رطوبة. تتراوح بين 44 إلى 55%.

واكتشف العلماء أيضًا ميزة أخرى لهذه المادة، وهي أن البلاستيك المصنوع من Bacillus subtilis أقوى بنسبة 37% وأقل عرضة للكسر بنسبة 30% مقارنة بالبولي يوريثين الحراري التقليدي.

بهذه الطريقة، تعمل الجراثيم البكتيرية الموجودة على المادة بمثابة “حشو” معزز.

ونشرت الدراسة التفصيلية في مجلة Nature Communications.





المصدر

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *

زر الذهاب إلى الأعلى