اختراعی برای نجات محیط زیست از آلودگی پلاستیک

به گزارش سرویس اخبار علم و فناوری در لحظه، اتکای ما به پلاستیک به یک مشکل بزرگ تبدیل شده است. به همین دلیل است که محققان در مورد نوع جدیدی از این مواد هیجان‌زده هستند. ماده‌ای که به دلیل وجود هاگ‌های باکتریایی موجود داخل آن، قابلیت‌های زیست‌تخریبی داخلی دارد.

به نقل از اس‌ای، این پلاستیک خودتخریب یا خودهضم جدید، پلی اورتان ترموپلاستیک(TPU) و باکتری باسیلوس سابتیلیس(Bacillus subtilis) را ترکیب می‌کند.

محققان با قرار دادن مکرر هاگ‌ها در معرض سطوح فزاینده گرما دریافتند که این باکتری در نهایت می‌تواند با دمای ۱۳۵ درجه سانتیگراد مورد نیاز برای مخلوط کردن هاگ‌های باکتری و TPU با یکدیگر تطابق یابد.

تلاش‌های گذشته برای یافتن راه‌هایی برای تجزیه سریع پلاستیک‌ها، اغلب از آنزیم‌ها و قارچ‌های باکتریایی از خاک و توده‌های کمپوست که این میکروب‌ها در آنها به طور طبیعی فراوان هستند، منشأ می‌گرفت. اما این ماده جدید فقط به هاگ‌های باکتری داخل خود نیاز دارد که با مقداری مواد مغذی و رطوبت دوباره بیدار می‌شوند تا شروع به تجزیه شدن کنند.

تجزیه بدون حضور میکروبها

جان پوکورسکی دانشمند پلیمر در دانشگاه سن دیگو(UC San Diego) که این تیم را رهبری می‌کرد، می‌گوید: آنچه قابل توجه است این است که مواد ما حتی بدون حضور میکروب‌های اضافی تجزیه می‌شود.

وی افزود: به احتمال زیاد، بیشتر این پلاستیک‌ها احتمالاً به تأسیسات کمپوست‌سازی غنی از میکروب ختم نمی‌شوند. بنابراین این توانایی خود تخریبی در یک محیط عاری از میکروب، فناوری ما را همه‌کاره‌تر می‌کند.

این تحقیق شامل چندین مرحله مهم بود که با انتخاب باکتری B. subtilis شروع شد. این نوعی از باکتری است که قبلاً با تجزیه پلاستیک مرتبط بوده است و می‌تواند در حالت غیرفعال و بدون ذخایر معمول غذا و انرژی زنده بماند.

مرحله بعدی، آزمایش سرعت تجزیه این پلاستیک جدید بود. در شرایط ایده آل کمپوست که باکتری‌ها را از حالت خفته خود دوباره بیدار می‌کرد، ۹۰ درصد پلاستیک در پنج ماه ناپدید شد. نشانه‌های مثبتی وجود داشت مبنی بر اینکه سطحی از تخریب می‌تواند در شرایط کمتر ایده‌آل نیز رخ دهد.

توسعه تجاری

اگر قرار باشد این پلاستیک به صورت تجاری توسعه یابد، می‌تواند در دفع پلاستیک‌ها بسیار مهم باشد. چرا که تحقیقات نشان می‌دهند که همه پلاستیک‌های کمپوست‌پذیر آنطور که تبلیغ می‌شود، تجزیه نمی‌شوند.

علاوه بر این، محققان علاوه بر زیست‌تخریب‌پذیری این پلاستیک جدید دریافتند هاگ‌های باکتری، این ماده را تا ۳۰ درصد قوی‌تر می‌کند. همچنین به قابلیت کشش آن می‌افزاید.

پوکورسکی می‌گوید: هر دوی این ویژگی‌ها تنها با افزودن هاگ‌ها بسیار بهبود می‌یابند. این عالی است، زیرا افزودن هاگ خواص مکانیکی را فراتر از محدودیت‌های شناخته شده می‌برد. جایی که قبلاً بین استحکام کششی و کشش‌پذیری تعادل وجود نداشت.

پلی اورتان ترموپلاستیک(TPU) به طور گسترده در انواع محصولات از قاب‌های گوشی‌ها گرفته تا قطعات خودرو استفاده می‌شود. اما در حال حاضر هیچ راه موثری برای بازیافت آن وجود ندارد. از آنجایی که تولید پلاستیک با سرعت زیاد افزایش می‌یابد، ما نیاز فوری به راه‌هایی برای محدود کردن میزان توزیع آن در محیط زیست داریم.

فضای تحقیقات آینده

در اینجا فضای زیادی برای تحقیقات آینده، از اطمینان از بی‌ضرر بودن باکتری‌های باقی مانده پس از تجزیه گرفته تا آزمایش با ترکیب‌های مختلف پلاستیک و باکتری و افزایش مقیاس کل این فرآیند وجود دارد.

در همین حال، محققان دیگری در تلاش هستند تا پلاستیک‌هایی بسازند که از سوخت‌های فسیلی مانند نفت خام یا مشتقات آن ساخته نشده باشند.

آدام فیست مهندس زیستی در دانشگاه سن‌دیگو می‌گوید: انواع مختلفی از پلاستیک‌های تجاری وجود دارند که سر آخر به محیط زیست راه می‌یابند و TPU تنها یکی از آنهاست.

وی افزود: یکی از گام‌های بعدی ما گسترش دامنه مواد زیست‌تخریب‌پذیر است که می‌توانیم با این فناوری بسازیم.

این پژوهش در مجله Nature Communications منتشر شده است.

ايسنا