فهرست مطالب
پژوهشگران موفق به ساخت پلاستیک قابل تجزیه مبتنی بر شیر شدند که می‌تواند جایگزین پایدار پلاستیک‌های یک‌بار مصرف به ویژه در بسته‌بندی مواد غذایی باشد.
به گزارش سرویس علمی تکناک، با افزایش نگرانی‌ها نسبت به آسیب‌های زیست‌محیطی و ریسک‌های احتمالی سلامت انسان، توسعه پلاستیک قابل تجزیه سرعت گرفته است. در مطالعه‌ای که در مجله Polymers منتشر شد، پژوهشگران فرایند ساخت یک فیلم نازک زیست‌تخریب‌پذیر را تشریح کردند؛ فیلمی که از ترکیب کلسیم کازئینات، ماده‌ای فراوان حاصل از کازئین (پروتئین اصلی شیر)، با نشاسته اصلاح‌شده و نانول بنتونیت ساخته شده است. گلیسرول و پلی‌وینیل الکل نیز برای افزایش استحکام و انعطاف‌پذیری به مخلوط اضافه شدند.
آزمایش‌های زیست‌تخریب‌پذیری نشان داد که این ماده روند تجزیه‌ای پیوسته دارد و انتظار می‌رود در حدود ۱۳ هفته در شرایط خاک معمولی به‌طور کامل ناپدید شود. این تحقیق، بینشی اولیه از نحوه بهره‌گیری از ترکیبات بیوپلیمر و معلق‌سازی نانوکل برای تولید پلاستیک قابل تجزیه ارائه می‌دهد و به کاربرد بالقوه آنها در بسته‌بندی‌های غذایی پایدار اشاره می‌کند. علاوه بر این، سمیت این ماده پایین گزارش شده است، چرا که آزمایش‌های میکروبی نشان داد سطح کلنی‌های باکتریایی در محدوده قابل قبول برای فیلم‌های زیست‌تخریب‌پذیر غیرضدمیکروبی باقی مانده است.
حتما بخوانید: پایان آلودگی پلاستیکی با پلاستیک تجزیه شونده
ملاحظات ایمنی و زیست‌محیطی پلاستیک قابل تجزیه
پروفسور یوهنگ تانگ، پژوهشگر نانومواد در پردیس تونزلی، دانشکده علوم و مهندسی فلایندرز گفت: «ما توصیه می‌کنیم که ارزیابی‌های ضدباکتری بیشتری در مراحل توسعه و آزمایش انجام شود.» پروفسور تانگ از موسسه علوم و فناوری نانومقیاس فلایندرز تاکید کرد که یافتن راهکارهای پایدار برای بسته‌بندی مواد غذایی و دیگر کاربردهای پلاستیک‌های یک‌بار مصرف، گامی حیاتی در کاهش سطح رو به رشد آلودگی محیط زیست به حساب می‌آید.
بیشتر بخوانید: تبدیل روغن سوخته پخت‌وپز به پلاستیک‌های قابل بازیافت با استحکام خارق‌العاده
پلاستیک‌ها می‌توانند حاوی هزاران ترکیب شیمیایی مانند رنگ‌ها و بازدارنده‌های شعله باشند، که برخی از آنها سمی و سرطان‌زا هستند. طبق پیش‌بینی سازمان همکاری و توسعه اقتصادی (OECD)، بدون اقدامات جهانی برای کنترل آلودگی پلاستیکی، تولید پلاستیک بین سال‌های ۲۰۲۰ تا ۲۰۴۰ حدود ۷۰ درصد افزایش خواهد یافت و در نهایت از ۷۰۰ میلیون تن در سال فراتر خواهد رفت. این پژوهش جدید با همکاری پژوهشگران مهندسی شیمی کلمبیایی، نیکولای استیون گومز مسا و پروفسور آلیس یووانا پاتاکیوا-ماتیوس از دپارتمان مهندسی دانشگاه بوگوتا خورخه تادئو لوزانو انجام شد؛ جایی که آنها در گروه تحقیقات زیست‌مهندسی بوگوتا روی توسعه پلیمرهای نوین آزمایش می‌کردند.
همکاری بین‌المللی و نوآوری در مواد
آقای گومز بیان کرد: «ما در حال آزمایش کازئینات‌ها برای تولید نانوالیاف مبتنی بر شیر بودیم و دریافتیم که می‌توان از آنها برای ریختن پلیمرهایی مشابه مواد بسته‌بندی متداول استفاده کرد. سپس با افزودن اجزای طبیعی و فراوان مانند نشاسته و پلاستیک قابل تجزیه با ویژگی‌های مکانیکی برجسته شروع به بررسی روش‌هایی برای بهبود خواص این مواد کردیم. همچنین این مسیر فرصت ترکیب نانوکل‌ها از جمله بنتونیت را فراهم کرد تا استحکام فیلم و عملکرد سدکننده آن تقویت شود. کل فرمولاسیون با هدف بهره‌گیری از مواد ارزان، زیست‌تخریب‌پذیر و سازگار با محیط زیست طراحی شد تا جایگزینی پایدار با خصوصیات بهبود یافته ارائه دهد.»
برای مطالعه بیشتر: استفاده از زباله پلاستیکی برای افزایش توان باتری‌ها
پروفسور پاتاکیوا-ماتیوس تصریح کرد: «همه افراد می‌توانند در کاهش مصرف پلاستیک نقش داشته باشند و یافتن جایگزین‌های پلیمر زیست‌تخریب‌پذیر، بخشی اساسی از نقش علم در ارائه راه‌حل برای صنعت، مصرف‌کنندگان و محیط‌زیست است. اکثر پلاستیک‌های یک‌بار مصرف ما از بسته‌بندی مواد غذایی حاصل می‌شوند، بنابراین بررسی بیشتر این گزینه‌ها و پیوستن به انقلاب اقتصاد چرخشی برای حفظ منابع، حیاتی است.»
با وجود قابلیت بازیافت برخی پلاستیک‌ها، بخش بسیار کمی از آنها واقعا بازیافت می‌شوند. بر اساس تحلیل Nature، حدود ۶۰ درصد از کل پلاستیک‌ها یک‌بار مصرف هستند و تنها ۱۰ درصد آنها بازیافت می‌شوند. با استفاده در هزاران محصول، تولید پلاستیک از ۲ میلیون تن در سال ۱۹۵۰ به ۴۷۵ میلیون تن در سال ۲۰۲۲ افزایش یافته است، که معادل وزن ۲۵۰ میلیون خودرو است.
