ابتكار "بلاستيك حي" يحتوي على جراثيم تمكنه من التحلل
تاريخ النشر: 4th, May 2024 GMT
يستغرق البلاستيك عشرات، وأحيانا مئات السنين ليتحلل، ما يتسبب في تلويث هذا النوع من النفايات للأرض والمحيطات.
ولهذا السبب يعمل العلماء في جميع أنحاء العالم باستمرار على تطوير تقنيات لتكسير البلاستيك بأكثر الطرق فعالية.
إقرأ المزيد
ومع أخذ ذلك في الاعتبار، قام فريق من العلماء بقيادة جامعة كاليفورنيا في سان دييغو بتطوير بلاستيك قابل للتحلل مملوء بالجراثيم البكتيرية وكريات البولي يوريثين البلاستيكية الحرارية.
ونجح الفريق بقيادة كلية جاكوبس للهندسة ومركز أبحاث علوم وهندسة المواد (MRSEC) بجامعة سان دييغو في تصميم "بلاستيك حي" يمكن تحويله إلى سماد.
هذا "البلاستيك الحي"، وفقا للدراسة، هو شكل قابل للتحلل من مادة البولي يوريثين الحراري (TPU)، وهو نوع من البلاستيك التجاري متين يستخدم في صناعة الأحذية والحصير (السجاد) والوسائد والإسفنج.
وتم تصنيع المادة القابلة للتحلل الحيوي عن طريق ملئها بأبواغ بكتيرية من سلالة Bacillus subtilis التي لديها القدرة على تحلل المواد البوليمرية البلاستيكية.
وهذه البكتيريا، المنتشرة جدا في التربة، لها خاصية الإنبات والتحلل عندما تتعرض للعناصر الغذائية الموجودة في السماد في نهاية دورة حياتها.
This biodegradable "living plastic" is filled with bacterial spores that, when put in compost, wake up and break down the material when it's no longer needed. https://t.co/nKlw9ojtqw@pokorski_lab@FeistLab@NANO_UCSD@ucsdbe@UCSanDiego@NatureComms@ENERGY@NSFpic.twitter.com/2qCf6KdDLi
— UCSD Engineering (@UCSDJacobs) April 30, 2024وقال جون بوكورسكي، أستاذ هندسة النانو، والمؤلف الرئيسي المشارك للدراسة التي نشرت في مجلة Nature Communications: "إنها خاصية متأصلة في هذه البكتيريا. لقد أخذنا بعض السلالات وقمنا بتقييم قدرتها على استخدام مادة البولي يوريثين الحراري كمصدر وحيد للكربون، ثم اخترنا السلالة التي نمت بشكل أفضل".
إقرأ المزيدواستخدم الباحثون نوعا خاملا من البكتيريا، بسبب مقاومتها للظروف البيئية القاسية لأنها تمتلك درعا واقيا. وقاموا بهندستها لتكون شديدة المرونة في مواجهة درجات الحرارة.
ولصنع البلاستيك الجديد القابل للتحلل الحيوي، أدخل العلماء جراثيم وحبيبات البولي يوريثين الملدن بالحرارة في آلة ضغط، حيث تم خلط كلا المكونين وصهرهما عند درجة حرارة 135 درجة مئوية. ثم قاموا بصنع شرائط بلاستيكية كما يحدث عادة.
وبعد ذلك، تم تقييم قابلية التحلل الحيوي للمادة الناتجة وتم الكشف عن أن الماء والمواد المغذية الأخرى الموجودة في السماد أدت إلى إنبات الجراثيم داخل البلاستيك، والتي تحللت بيولوجيا بنسبة 90% بعد 5 أشهر في السماد، في ظل ظروف مثالية تبلغ 37 درجة مئوية مع رطوبة تتراوح بين 44 إلى 55%.
واكتشف العلماء أيضا ميزة أخرى لهذه المادة، وهي أن البلاستيك المصنوع من Bacillus subtilis أقوى بنسبة 37% وأقل عرضة للكسر بنسبة 30% مقارنة بالبولي يوريثين الحراري التقليدي.
وبهذه الطريقة، تعمل الجراثيم البكتيرية على المادة بمثابة "حشو" معزز.
نشرت الدراسة مفصلة في مجلة Nature Communications.
المصدر: Interesting Engineering
المصدر: RT Arabic
كلمات دلالية: اختراعات الجراثيم معلومات عامة معلومات علمية نفايات بلاستيكية
إقرأ أيضاً:
اكتشاف دليل قوي على تعافي ثقب الأوزون
#سواليف
اكتشف فريق من #العلماء دليلا قويا على #تعافي_ثقب_الأوزون فوق القارة القطبية الجنوبية، ما يعزز الآمال في اختفائه نهائيا خلال العقود المقبلة.
وأظهرت دراسة جديدة، لأول مرة، أن انخفاض استخدام المواد المستنفدة للأوزون هو العامل الرئيسي وراء هذا التحسن، وليس العوامل المناخية الأخرى.
قبل نحو 4 عقود، لاحظ العلماء تآكلا خطيرا في طبقة الأوزون، التي تحمي الحياة على #الأرض من الأشعة فوق البنفسجية الضارة التي قد تسبب سرطان الجلد وإعتام عدسة العين وتؤثر على #البيئة والنظم البيئية. وفي عام 1985، اكتشفوا “ثقبا” في الأوزون يتشكل سنويا فوق القارة القطبية الجنوبية خلال فصل الربيع الجنوبي، بين سبتمبر وديسمبر.
مقالات ذات صلةوبسرعة، تعرّف العلماء على السبب الرئيسي لهذه الظاهرة، وهو مركبات الكلوروفلوروكربون (CFCs) التي كانت تستخدم على نطاق واسع في أنظمة التبريد والتكييف ووقود الهباء الجوي. وعندما تصل هذه المركبات إلى طبقة الستراتوسفير، تؤدي إلى تدمير جزيئات الأوزون تحت ظروف معينة.
وأدى هذا الاكتشاف إلى اتخاذ إجراءات دولية عاجلة، تمثلت في توقيع بروتوكول مونتريال عام 1987، وهو اتفاق عالمي يهدف إلى التخلص التدريجي من المواد المستنفدة للأوزون. ومع مرور السنوات، بدأت علامات التحسن تظهر تدريجيا، لكن العلماء لم يتمكنوا من الجزم بأن هذا التعافي يعود بشكل أساسي إلى الحد من مركبات CFCs، حيث كان من المحتمل أن تلعب ظواهر مناخية أخرى، مثل النينيو والدوامة القطبية، دورا في تقلص الثقب.
وفي الدراسة الجديدة، استخدم العلماء محاكاة متقدمة للغلاف الجوي، وقارنوا البيانات المسجلة على مدى سنوات عديدة. وأظهرت النتائج أن الانخفاض في المواد المستنفدة للأوزون هو العامل الأساسي في تعافي الطبقة، بنسبة ثقة تصل إلى 95%.
وتقول الدكتورة سوزان سولومون، الباحثة في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا وأحد المشاركين في الدراسة: “لطالما ظهرت مؤشرات على تحسن ثقب الأوزون، لكن هذه هي المرة الأولى التي نؤكد فيها هذا التعافي بثقة إحصائية عالية. النتائج تثبت أنه يمكننا بالفعل حل المشكلات البيئية من خلال التعاون العالمي”.
ويتوقع العلماء أنه إذا استمر هذا الاتجاه، فقد يشهد العالم عاما قريبا لا يحدث فيه أي تآكل لطبقة الأوزون فوق القطب الجنوبي. وبحلول عام 2035، قد يختفي الثقب تماما، ما يمثل انتصارا بيئيا غير مسبوق.
ويؤكد بيدونغ وانغ، أحد معدي الدراسة: “سيكون من المثير رؤية عام لا يحدث فيه استنزاف للأوزون على الإطلاق في القارة القطبية الجنوبية. والأكثر إثارة أن البعض منا سيشهد في حياته اختفاء ثقب الأوزون تماما. وهذا إنجاز بشري استثنائي”.
لجنة حماية المعطيات: هجومات سيبرانية تستهدف مواقع حكومية مغربية