30 ژوئیه 2023-جنی ناس / آزمایشگاه برکلی
دانشمندان آزمایشگاه ملی لارنس برکلی پلاستیک جدیدی با قابلیت بازیافت بی نهایت ساخته اند که می تواند پاسخی برای مشکل رو به رشد آلودگی در جهان باشد.
آنها میکروب‌هایی را مهندسی کرده‌اند تا مواد تشکیل‌دهنده جایگزینی پایدار برای 90 درصد پلاستیک‌هایی که در حال حاضر قابل بازیافت نیستند، بسازند، که بسیاری از آنها از روش های پتروشیمیایی محدود و آلاینده به‌عنوان بلوک‌های سازنده استفاده می‌کنند.
تیم تحقیقاتی کالیفرنیا با موفقیت میکروب‌هایی را برای ساختن جایگزین‌های بیولوژیکی برای مواد اولیه در یک پلاستیک بی‌نهایت قابل بازیافت به نام پلی (دیکتون آمین) یا PDK مهندسی کرده‌اند.
دکتر برت هلمز، سرپرست پروژه، گفت: «این اولین بار است که محصولات زیستی برای ساختن یک PDK که عمدتاً مبتنی بر زیست است، ادغام می‌شوند.و این اولین باری است که یک مزیت زیستی را نسبت به استفاده از پتروشیمی ها، هم از نظر خواص مواد و هم از نظر هزینه تولید در مقیاس مشاهده می کنید.
او توضیح داد که برخلاف پلاستیک‌های سنتی، PDK می‌تواند بارها و بارها به بلوک‌های ساختمانی «بکر» تبدیل شود و بدون افت کیفیت به محصولات جدیدی تبدیل شود.
PDK ها در ابتدا از بلوک های ساختمانی مشتق شده از پتروشیمی استفاده می کردند، اما این مواد را می توان به جای آن با میکروب ها طراحی و تولید کرد.
اکنون، پس از چهار سال تلاش، محققان E. coli را دستکاری کرده اند تا قندهای گیاهان را به برخی از مواد اولیه تبدیل کنند – مولکولی به نام لاکتون اسید تری استیک یا bioTAL – و یک PDK با تقریباً 80 درصد محتوای زیستی تولید کردند.
جرمی دمارتو، دانشمند پروژه در این تیم گفت: ما نشان داده‌ایم که مسیر رسیدن به 100 درصد محتوای زیستی در پلاستیک‌های قابل بازیافت امکان‌پذیر است. “شما این را در آینده خواهید دید.”
او گفت PDK ها را می توان برای چندین محصول استفاده کرد – از جمله چسب ها، اقلام انعطاف پذیر مانند کابل های کامپیوتر یا بند ساعت و حتی مصالح ساختمانی.
محققان از این که دریافتند bioTAL در این ماده، محدوده دمای کاری آن را تا 60 درجه سانتیگراد در مقایسه با نسخه پتروشیمی افزایش می دهد، شگفت زده شدند.
آنها می گویند که راه را برای استفاده از PDK در مواردی که به دمای کاری خاص نیاز دارند، از جمله تجهیزات ورزشی و قطعات خودرو مانند سپر یا داشبورد باز می کند.
پروفسور جی کیزلینگ، دانشمند ارشد دانشکده در منطقه علوم زیستی آزمایشگاه برکلی، گفت: «ما نمی‌توانیم به استفاده از منابع رو به کاهش سوخت‌های فسیلی خود ادامه دهیم. ما می خواهیم با ایجاد موادی که هم تجدیدپذیر زیستی و هم دایره ای هستند – و ایجاد انگیزه برای شرکت ها برای استفاده از آنها به حل مشکل زباله های پلاستیکی کمک کنیم.
سپس مردم می‌توانند محصولات مورد نیاز خود را برای مدت زمانی که به آنها نیاز دارند، قبل از اینکه آن اقلام به چیزی جدید تبدیل شوند، داشته باشند.
این مطالعه که در ژورنال Nature Sustainability منتشر شده است، همچنین بر اساس یک تجزیه و تحلیل زیست محیطی و فناوری در سال 2021 است که نشان می دهد پلاستیک PDK در صورت تولید در مقیاس بزرگ می تواند از نظر تجاری با پلاستیک های معمولی رقابت کند.
کورین اسکاون، دانشمند کارکنان در منطقه فناوری انرژی آزمایشگاه برکلی، افزود: «نتایج جدید ما بسیار دلگرم کننده است.ما متوجه شدیم که حتی با پیشرفت‌های جزئی در فرآیند تولید، می‌توانیم به زودی پلاستیک‌های PDK مبتنی بر زیستی بسازیم که هم ارزان‌تر هستند و هم دی‌اکسید کربن کمتری نسبت به پلاستیک‌های ساخته شده با سوخت‌های فسیلی منتشر می‌کنند.»
