مباشر
أين يمكنك متابعتنا

أقسام مهمة

Stories

14 خبر
  • الحرب على إيران
  • نبض الملاعب
  • ضربات إسرائيلية على لبنان
  • الحرب على إيران

    الحرب على إيران

  • نبض الملاعب

    نبض الملاعب

  • ضربات إسرائيلية على لبنان

    ضربات إسرائيلية على لبنان

  • العملية العسكرية الروسية في أوكرانيا

    العملية العسكرية الروسية في أوكرانيا

  • فيديوهات

    فيديوهات

العلماء يطورون أول بلاستيك قابل للتحلل حيويا بالحرارة والماء فقط في غضون بضعة أسابيع

طور العلماء أول مادة بلاستيكية قابلة للتحلل الحيوي في غضون أسابيع قليلة فقط عند تعرضها للحرارة والماء.

العلماء يطورون أول بلاستيك قابل للتحلل حيويا بالحرارة والماء فقط في غضون بضعة أسابيع

ومعظم ما يسمى بالبلاستيك "القابل للتسميد" اليوم مصنوع من بوليستر يسمى "متعدد حمض اللبنيك"، أو PLA، ولا يتحلل فعليا أثناء التسميد المعتاد.

ونتيجة لذلك، غالبا ما ينتهي بها الأمر في مقالب القمامة، حيث تبقى مثل البلاستيك التقليدي "إلى الأبد".

ومع ذلك، قام باحثون من الولايات المتحدة بدمج إنزيمات آكلة للبوليستر، محمية بغلاف بوليمر خاص، في بلاستيك بوليستر أثناء تصنيعها.

وعند تعرضها للحرارة والماء، يتم إطلاق الإنزيمات بواسطة أغلفتها وتعمل على تفتيت البلاستيك إلى الأجزاء المكونة له.

وفي حالة "متعدد حمض اللبنيك"، يتم تقليل البلاستيك بواسطة إنزيم "بروتيناز K" إلى حمض اللاكتيك، والذي يمكن استخدامه لتغذية ميكروبات التربة الموجودة في السماد.

وأوضح الفريق أن أغلفة الإنزيم تتحلل أيضا تحت الضوء فوق البنفسجي. ويتحلل بنسبة 98% إلى جزيئات صغيرة.

وقال مؤلف الورقة وعالم المواد تينغ شو من جامعة كاليفورنيا بيركلي: "أصبح الناس الآن على استعداد للانتقال إلى البوليمرات القابلة للتحلل للمواد البلاستيكية ذات الاستخدام الواحد".

وتكمن مشكلة البلاستيك التقليدي في أنها مصممة بطبيعتها بحيث لا تتحلل، وهو أمر رائع للاستخدام العادي، ولكنه غير مفيد للبيئة لاحقا عند التخلص منه.

وفي الواقع، تتمتع أكثر أنواع البلاستيك متانة بهيكل جزيئي يشبه البلور تقريبا، مع ألياف بوليمر محاذية بإحكام بحيث لا تستطيع الميكروبات التي تأكل البوليمر من الخارج الدخول.

ويتغلب نهج البروفيسور شو وزملائه على هذه المشكلة عن طريق إضافة الميكروبات إلى البلاستيك قبل الاستخدام.

وكان مفتاح ابتكار الباحثين هو تطوير طريقة لمنع إنزيمات أكل البوليستر من الانهيار، وهو ما تفعله البروتينات عادة عند إزالتها من بيئتها الأصلية، مثل تلك الموجودة في الخلية الحية.

وكانت الأغلفة التي استخدموها لحماية الإنزيمات مصنوعة من جزيئات تسمى "بوليمرات غير متجانسة عشوائية"، والتي تربط البروتينات ببعضها برفق دون تقييد مرونتها الطبيعية.

وتتحلل هذه الجزيئات تحت الضوء فوق البنفسجي وتتواجد بتركيز 1% فقط بالوزن في البلاستيك، والذي يقول الباحثون إنه منخفض بما يكفي لعدم إحداث مشكلة.

ولصنع مادة قابلة للتحلل الحيوي، يتم تضمين الجسيمات النانوية من الإنزيمات المغلفة في المليارات من حبيبات الراتنج التي تمثل نقطة البداية لجميع عمليات تصنيع البلاستيك، إلى حد كبير بنفس الطريقة التي تستخدم بها الأصباغ لتلوين البلاستيك.

وأوضح البروفيسور شو: "إذا كان الإنزيم موجودا على سطح البلاستيك فقط، فسيتم حفره ببطء شديد. نريد أن يتم توزيعها باستخدام المنظار النانوي في كل مكان بحيث يحتاج كل منها إلى التهام جيرانه من البوليمر، ثم تتفكك المادة بأكملها".

وأظهر الفريق في دراستهم أن الإنزيمات المغلفة بالبوليمرات غير المتجانسة لم تغير الخصائص الأساسية للبلاستيك، الذي ما يزال من الممكن صهره وشقه إلى ألياف عند درجة حرارة نحو 338 درجة فهرنهايت (170 درجة مئوية).

وفي ظل ظروف التسميد الصناعي بدرجة حرارة عالية تبلغ 122 درجة فهرنهايت (50 درجة مئوية)، وجد أن "متعدد حمض اللبنيك" المعدل يتحلل تماما في غضون ستة أيام.

ويتطلع العلماء أيضا إلى برمجة البوليمرات غير المتجانسة العشوائية بحيث يمكن إيقاف تحلل البلاستيك جزئيا، ما يسمح بإعادة صهر البلاستيك لأغراض أخرى.

ووفقا للفريق، لا تتحلل البوليسترات المعدلة في درجات الحرارة المنخفضة أو خلال فترات الرطوبة القصيرة، ما يعني أنه يمكن استخدامها لصنع الملابس، على سبيل المثال، التي يمكن أن تتحمل العرق ويتم غسلها في درجة حرارة معتدلة.

وبالمثل، فإن النقع في الماء لمدة ثلاثة أشهر في درجة حرارة الغرفة لا يتسبب في تحلل البلاستيك، على عكس الماء الفاتر.

وقال البروفيسور شو: "استخدمنا ماء الصنبور الدافئ. فقط قم بتسخينه إلى درجة الحرارة المناسبة، ثم ضعه في الداخل، وسترى أن البلاستيك يختفي في غضون أيام قليلة".

وعلق البروفيسور شو قائلا: "من الجيد أن يفكر جيل الألفية في هذا الأمر ويبدأ حوارا لتغيير الطريقة التي نتعامل بها مع الأرض".

ونُشرت النتائج الكاملة للدراسة في مجلة Nature.

المصدر: ديلي ميل

التعليقات

ترامب في خطاب للأمة: دون اتفاق.. سندمر محطات الطاقة في إيران ونضربهم بقوة كبيرة ونعيدهم للعصر الحجري

أول تحرك عسكري إيراني بعد لحظات من خطاب لترامب هدد خلاله بتدمير إيران

أنباء غير سارة عن مضيق هرمز يؤكدها المسؤولون الإيرانيون في "يوم الجمهورية الإسلامية"

ترامب: سنسحب القوات في الحرب مع إيران خلال 3 أسابيع..

لحظة بلحظة.. الحرب تدخل مرحلة جديدة بين وعيد ترامب والرد الإيراني وسباق الدبلوماسية

المرشد الإيراني مجتبى خامنئي يوجه رسالة إلى الشعب بمناسبة يوم الجمهورية الإسلامية.. ماذا جاء فيها؟

بوتين لباشينيان: الجمع بين عضوية الاتحاد الجمركي الأوروبي والاتحاد الأوراسي في آن واحد أمر مستحيل

صحيفة: ترامب هدد بوقف توريدات الأسلحة لأوكرانيا إن لم تشارك أوروبا في فتح مضيق هرمز

تقييمات استخباراتية أمريكية قبيل خطاب ترامب المرتقب: إيران غير مستعدة للتفاوض لانهاء الحرب

نتنياهو يطرح بديلا لمضيق هرمز.. ممر طاقة من السعودية إلى المتوسط لتجاوز إيران

الحرس الثوري: مضيق هرمز سيبقى مغلقا أمام الأعداء على الرغم من عروض ترامب الهزلية

الشرع أم ميرتس؟ .. من طلب عودة 80% من اللاجئين السوريين في ألمانيا إلى بلادهم؟

ترامب: المسيحيون الإنجيليون يحبون إسرائيل أكثر من اليهود

حريق ضخم في خزان وقود بمطار الكويت الدولي جراء استهدافه بطائرات مسيرة