العلماء ينتجون بلاستيكا قابلا للتحلل الحيوي مصنوعا من بقايا الأسماك
اكتشف العلماء مادة قابلة للتحلل الحيوي مشتقة من مخلفات الأسماك يمكن التخلص منها، ويمكن استخدامها في مجموعة متنوعة من المنتجات بما في ذلك التعبئة والتغليف والملابس.
ويقول العلماء الكنديون الذين يعملون على بديل للبلاستيك الملوث إن رؤوس الأسماك والعظام والجلد والأحشاء التي تتجه إلى مكب النفايات يمكن تحويلها إلى مواد مفيدة يمكن أن تحل محل البولي يوريثان المشتق من النفط الخام، والذي يوجد في كل شيء من الأحذية والملابس إلى الثلاجات ومواد البناء.
لكن الفريق، بقيادة فرانشيسكا كرتون، من جامعة ميموريال في نيوفاوندلاند، وجد أن اللدائن التي تعتمد على زيت السمك يمكن أن توفر حلا صديقا للبيئة بينما تتعامل أيضا مع نفايات مصانع الأغذية.
وطورت الدراسات السابقة طرقا لإنتاج البلاستيك من مخلفات الأسماك، لكن البحث الأخير يذهب إلى أبعد من ذلك في تحديد كيفية تكسير المواد بسهولة مرة أخرى في نهاية عمرها الإنتاجي.
ولإنتاج المادة الجديدة، استخدم الباحثون الزيت المستخرج من قطع السلمون المتبقية بعد إزالة اللحم ومعالجته للاستهلاك البشري.
وطوروا طريقة لتحويل زيت السمك إلى بوليمر شبيه بالبولي يوريثان، أولا عن طريق إضافة الأكسجين إلى الزيت بطريقة محكومة لتكوين الإيبوكسيدات، وهي جزيئات مشابهة لتلك الموجودة في راتنجات الإيبوكسي.
وبعد ذلك، تمت إضافة ثاني أكسيد الكربون إلى الإيبوكسيدات ووقع دمج الجزيئات الناتجة مع الأمينات المركبة الكيميائية المحتوية على النيتروجين لتكوين المادة الجديدة.
وقالت كرتون: “من المهم أن نبدأ في تصميم البلاستيك بخطة نهاية العمر الافتراضي، سواء كان التحلل الكيميائي الذي يحول المادة إلى ثاني أكسيد الكربون والماء، أو إعادة التدوير وإعادة الاستخدام”.
وأضافت: “عندما نبدأ العملية بزيت السمك، هناك نوع خافت من رائحة السمك، ولكن مع مرور الوقت، تختفي هذه الرائحة.”
ومنذ الصيف الماضي، عكف الفريق على تعديل هذه العملية لتبسيط وتسريع تفكيك البلاستيك المشتق من زيت السمك.
وأشارت التجارب إلى أن المادة الجديدة قد تتحلل بيولوجيا بسهولة عند الحاجة. وفي إحداها، تم نقع قطع من البلاستيك في الماء، بعضها بالليباز، وهو إنزيم يكسر الدهون في زيت السمك.
وتحت المجهر، رأى الباحثون نموا ميكروبيا في العينات، بما في ذلك تلك التي تم وضعها في الماء العادي. وقال الفريق إن النتائج قدمت إشارة مشجعة على أن المادة الجديدة قد تتحلل بيولوجيا بسهولة.
وقالت كل من كرتون وميخايلي ويلر، باحثة الدراسات العليا التي عملت في المشروع، إنهما تعتزمان دراسة كيف يمكن استخدامه في تطبيقات العالم الحقيقي، مثل التغليف أو ألياف الملابس.
وأشارت ويلر، من جامعة ميموريال في نيوفاوندلاند: “أجد أنه من المثير للاهتمام كيف يمكننا صنع شيء مفيد، شيء يمكن أن يغير طريقة صنع البلاستيك، من القمامة التي يرميها الناس للتو”.
ويتم تصنيع البولي يوريثان تقليديا باستخدام النفط الخام والفوسجين، وهو غاز سام، وتنتج العملية أيزوسيانات، وهي مهيجات قوية للعينين والجهاز الهضمي والجهاز التنفسي، مع ارتباطها بنوبات الربو الحادة.
وبالإضافة إلى ذلك، لا يتحلل المنتج النهائي بسهولة في البيئة ويمكن أن يؤدي التحلل البيولوجي المحدود الذي يحدث بالفعل إلى إطلاق مركبات مسرطنة.
