پلاستیکی که تجزیه میشود

به گزارش مجله خبری نگار،پلی اتیلن ماده اولیه پلاستیک، به دلیل بسیاری از خواص مفید خود شناخته شده است، اما عدم قابلیت تجزیه پذیری زیستی آن یک چالش بوده است.

تیمی از محققان اکنون این مشکل را با ایجاد پلاستیکی که دارای خواص ترموپلاستیک، اما زیست تخریب پذیر است، حل کرده اند.

ماده جدید یک پلی استر نیمه کریستالی است که می‌تواند از طریق فرآیند‌های شیمیایی یا بیولوژیکی خفیف به اجزای اصلی خود تجزیه کامل شود. نتایج این تحقیق اخیراً در مجله Angewandte Chemie منتشر شده است.

پلی اتیلن با چگالی بالا (HDPE) یک ماده قوی و بادوام است. این ماده خاصیت گرمانرم خود را مدیون ساختار داخلی زنجیره‌های مولکولی خود است که به صورت کریستالی قرار گرفته اند و به دلیل نیرو‌های واندروالس کشش بیشتری دارند. زنجیره‌های مولکولی نیز هیدروکربن‌های خالص هستند.

ترکیب بلورینگی و محتوای هیدروکربن به این معنی است که میکروارگانیسم‌هایی که ممکن است قادر به تجزیه پلاستیک باشند، نمی‌توانند به زنجیره‌ها برای شکستن آن‌ها دسترسی پیدا کنند.

گروه تحقیقاتی استفان مکینگ و همکارانش، در دانشگاه کنستانز، آلمان، اکنون پلی استری ساخته اند که بلورینگی مشابه HDPE دارد و همچنین خواص مکانیکی مفید خود را حفظ می‌کند. بر خلاف پلی اتیلن، پلی استر‌ها همچنین حاوی گروه‌های عاملی هستند که از نظر تئوری می‌توانند از نظر شیمیایی یا آنزیمی تجزیه شوند. با این حال، در شرایط عادی، هر چه پلی استر کریستالی‌تر باشد (یعنی هر چه بیشتر به HDPE شباهت داشته باشد)، به راحتی می‌توان آن را زیست تخریب کرد.

استفان مکینگ توضیح می‌دهد: بنابراین، تیم به طور قابل درک از اینکه پلی استر کریستالی آن‌ها با چه سرعتی در معرض آنزیم‌ها تجزیه می‌شود شگفت زده شد. ما تجزیه را با آنزیم‌های طبیعی آزمایش کردیم، و سرعت آن سریع‌تر از مواد مرجع بود. مکینگ ادامه می‌دهد این فقط محلول‌های آنزیمی نبودند که مواد را تجزیه می‌کردند میکروارگانیسم‌های خاک همچنین قادر به کمپوست کامل پلی استر بودند.

اما چه چیزی این پلی استر را بسیار زیست تخریب پذیر می‌کند؟ این تیم توانست نقش قابل توجه اتیلن گلیکول، یکی از بلوک‌های سازنده پلی استر را شناسایی کند. مکینگ می‌افزاید: مکینگ می‌افزاید: این بلوک ساختمانی واقعاً در پلی استر‌ها رایج است. نقطه ذوب بالایی به شما می‌دهد، اما تجزیه پذیری در این مواد پلی اتیلن مانند را نیز افزایش می‌دهد.

به دلیل تجزیه پذیری شیمیایی و بیولوژیکی خوب، همراه با خواص مکانیکی مناسب، پلی استر جدید می‌تواند به عنوان یک ماده ترموپلاستیک قابل بازیافت با حداقل اثرات زیست محیطی کاربرد داشته باشد.

مکینگ می‌افزاید: هدف نهایی بازیافت شیمیایی به صورت حلقه بسته تجزیه پلاستیک به مواد خام و تولید پلاستیک‌های جدید است. مزیت اصلی پلاستیک این تیم این است که، می‌توانند تجزیه زیستی شوند و هیچ تاثیر ماندگاری بر محیط زیست به جای نمی‌گذارند.