جایگزینی ضایعات پارچه‌ای به جای پلاستیک ها/گامی موثر در حفظ سلامت محیط زیست

به گزارش مجله خبری نگار، هر سال ۴۰۰ میلیون تُن ضایعات پلاستیکی در جهان تولید می‌شود. بین ۱۹ و ۲۳ میلیون تن از این ضایعات پلاستیکی وارد اکوسیستم آبی و بقیه آن نیز وارد زمین می‌شوند. علاوه بر این هر سال ۹۲ میلیون تن ضایعات پارچه‌ای نیز تولید می‌شود.

«چالا کومار» استاد شیمی با انزجار از تولید این حجم انبوه از ضایعات سمی و وارد شدن آن به محیط زیست، احساس کرد که لازم است کاری انجام دهد. به عنوان یک شیمیدان، اینکه بخواهد کاری انجام بدهد برای او به این معنی بود که از دانش خود برای ابداع مواد جدید و پایدار استفاده کند.

کومار گفت: همه افراد باید در هر جایی که امکان دارد به فکر جایگزین کردن مواد بر پایه سوخت‌های فسیلی با مواد طبیعی باشند تا از این طریق به بقای تمدن ما یاری برسانند. خانه دچار آتش‌سوزی شده و ما نمی‌توانیم صبر کنیم. اگر خانه آتش گرفته و شما شروع به حفر چاه کنید این کارساز نخواهد بود بلکه زمان ریختن آب بر روی خانه است.

کومار دو فناوری ابداع کرده که در آن‌ها برای ایجاد مواد جدید، به ترتیب از پروتئین و پارچه استفاده می‌شود. اداره خدمات تجاری‌سازی فناوری یوکان (TCS) دانشگاه «کانکتیکات آمریکا امتیازنامه‌هایی برای این دو فناوری ثبت کرده است.

کومار و گروه تحقیقاتی او با الهام از توانایی طبیعت برای ساختن انواع مختلفی از مواد کاربردی، شیوه‌ای برای تولید مواد غیرسمی تنظیم‌پذیر ابداع کردند. وی گفت: شیمی تنها چیزی است که در این مسیر به ما کمک می‌رساند. اگر ما شیمی پروتئین را درک کنیم، می‌توانیم مواد پروتئینی به سختی الماس یا به نرمی پَر بسازیم.

این اولین نوآوری، یک فرایند برای تبدیل پروتئین‌های طبیعی به مواد مشابه پلاستیک است. پروتئین‌ها «گروه‌های رآکتور» روی سطح خود را دارند که می‌توانند با موادی که در تماس با آن‌ها قرار می‌گیرند، واکنش داشته باشند. کومار و گروه او با استفاده از دانش او از چگونگی کار این گروه ها، از یک پیوند شیمیایی برای پیوند دادن مولکول‌های پروتئین با یکدیگر استفاده کردند.

این فرایند یک دیمر (dimer) – مولکولی تشکیل شده از دو پروتئین- ایجاد می‌کند. از اینجا این دیمر با یک دیمر دیگر پیوند می‌خورد و یک «تترامر» (tetramer) ایجاد می‌شود و همینطور پیش می‌رود تا اینکه به یک مولکول بزرگ سه‌بعدی تبدیل شود. این جنبه سه بعدی فناوری منحصر به فرد است چرا که بیشتر پلیمر‌های سنتتیک زنجیره‌های خطی هستند.

این ساختار جدید سه بعدی به پلیمر جدید اجازه می‌دهد تا مانند یک پلاستیک رفتار کند و از این رو این ماده می‌تواند از طریق شیمی برای کاربرد‌های مختلفی آماده‌سازی شود. محققان در آزمایشگاه مشخص کردند که این ماده در محلول اسیدی ظرف چند روز زوال پیدا می‌کند. اکنون در حال تحقیق در مورد این مساله هستند که چه اتفاقی می‌افتد اگر این ماده را در زمین دفن کنند- یعنی سرنوشتی که در انتظار بسیاری از پلاستیک‌ها است.

گام‌های بعدی برای این فناوری ادامه آزمایش‌های مربوط به خصوصیات مکانیکی مانند انعطاف آن است. فناوری دوم کومار نیز از یک اصل مشابه فناوری اول استفاده می‌کند، اما به جای استفاده صرف از پروتئین‌ها از پروتئین‌های تقویت شده با فیبر‌های طبیعی به خصوص پنبه (کتان) استفاده می‌کند.