دراسة مقدمة من: كليّة ييل للبيئة

البلاستيك من أكبر ملوثات البيئة في العالم، ويستغرق مئات السنين حتى يتحلل في الطبيعية.

صنع فريق بحث مادة بلاستيك حيوية من المنتجات الثانوية للخشب، آملين في أن يساهم ذلك في حل أحد أشد القضايا البيئية إلحاحًا في العالم.

إن الجهود التي بذلت لاستبدال البلاستيك المصنوع من موارد متجددة وقابلة للتحلل بالبلاستيك البتروكيمائي قد بينت صعوبة هذا الاستبدال، فعملية الإنتاج مكلفة وقد تتطلب مواد كيميائية سامة، وفي كثير من الأحيان لا تفي قوتها الميكانيكية واستقرار الماء فيها بالغرض. لكن الباحثين حققوا تقدمًا إذ استخدموا منتجات الخشب الثانوية، التي تبشر بإنتاج مواد بلاستيكية حيوية أدوَم ولا تضر البيئة.

نُشرت في ( Nature Sustainability) دراسة شاركت في كتابتها الأستاذة يوان ياو، أستاذة مساعدة في علم البيئة الصناعية والأنظمة المستدامة في كلية ييل للبيئة (YSE)، وكُتب فيها بإيجاز عن عملية تفكيك وتحويل هيكل المادة المسامية الصلب للخشب إلى قوام طيني. قال الباحثون إن المادة الناتجة أظهرت قوة ميكانيكية عالية، واستقرارًا عند احتفاظها بالسوائل، ومقاومة للأشعة فوق البنفسجية. ويعاد تدويرها وآمنة عند تحللها في الطبيعية، وتأثيرها على البيئة أقل من تأثير البلاستيك المصنوع من البترول وما سواه من المواد البلاستيكية القابلة للتحلل.

قالت ياو: “إن كثيرًا من الأشخاص حاولوا تطوير أنواع البوليمرات هذه في البلاستيك، غير أن الحزم الميكانيكية لم تكن جيدة بما يكفي لاستبدالها بالبلاستيك الذي نستخدمه حاليًا والمصنوع غالبًا من الوقود الأحفوري. لقد طوّرنا طريقة تصنيع سهلة وواضحة لإنتاج مواد بلاستيكية حيوية من الخشب، ولها خصائص ميكانيكية جيدة أيضًا”.

لإنتاج الخليط الطيني استخدم الباحثون مسحوق الخشب (ما يتبقى من تصنيع الخشب وتتخلص المصانع منه عادة) وفككوا هيكل المادة المسامية للمسحوق باستخدام مذيب ينصهر بسهولة ويقبل التحلل الحيوي وإعادة التدوير (DES). ونتج عن ذلك خليط يتميز بتشابك نانوي وترابط هيدروجيني بين الليغنين وألياف السليلوز النانوية/ المجهرية، وفيه نسبة عالية من التماسك واللزوجة ويمكن صبه ولفه دون أن ينكسر.

  قادت ياو عملية شاملة لتقييم دورة حياة البلاستيك الحيوي واختبار تأثيره على البيئة مقارنة بالبلاستيك العادي. دفنت صفائح من البلاستيك الحيوي في التربة، فبدأت تتشقق بعد أسبوعين ثم تحللت تمامًا بعد ثلاثة أشهر.  وقال الباحثون إن البلاستيك الحيوي يمكن تفكيكه وإعادته إلى المزيج الطيني باستخدام التقليب الميكانيكي، وذلك يسمح باستعادة المذيب DES وإعادة استخدامه.

قالت ياو: بالنسبة لي، ذلك ما يجعل هذا البلاستيك جيدًا جدًا، فكل شيء يعاد تدويره أو يتحلل، لقد قللنا النفايات والمواد التي تدخل الطبيعة.

أحد المشاركين في كتابة البحث وهو أستاذ في مركز ابتكار المواد في جامعة ميريلاند اسمه الأستاذ (ليانبينغ هو) يذكر أن البلاستيك الحيوي له استخدامات متعددة، فيمكن تشكيله ليصير رقاقة تستخدم في الأكياس البلاستيكية وفي التعليب والتغليف -وهذه من استخدامات البلاستيك الرئيسة، ومن مسببات تراكم النفايات- ويقول إن البلاستيك الحيوي يمكن استخدامه في صناعة السيارات أيضًا لأنه يُشكّل بأشكال مختلفة.

المجال الذي يواصل الفريق البحث فيه هو مدى تأثير توسع نطاق صناعة البلاستيك الحيوي على الغابات. وإذ تستخدم حاليًا منتجات الخشب الثانوية في تصنيع البلاستيك الحيوي، يقول الباحثون إنهم يدركون أن توسيع نطاق الإنتاج قد يتطلب استخدام كميات كبيرة من الخشب، وقد يكون لذلك آثار بعيدة المدى، فعلى سبيل المثال، قد يؤثر على الغابات وإدارة الأراضي والنظم البيئية وتغير المناخ.

قالت ياو إن فريق البحث قد بدأ العمل مع عالم في بيئة الغابات لإنشاء نموذج يحاكي الغابات، ويربط عملية نمو الغابات وعملية التصنيع. وتراها أيضًا فرصة للتعاون مع من يعمل في المجالات التي تتعلق بالغابات في YSE – وهذا أمر نادر.

قالت ياو: قلّما يمكن للمهندس أن يسير في قاعة فيتحدث إلى عالم حراجة (بستاني).

المصدر: https://www.sciencedaily.com

ترجمة: ولاء الجشي

مراجعة وتدقيق: فاطمة الحازمي