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:
"مايكروسوفت" تتوقع ابتكار أول حاسوب كمي تجاري لها قريبا
أعلنت مايكروسوفت، الخميس، أنها تسير بخطى سريعة نحو ابتكار أول حاسوب كمي تجاري خلال بضع سنوات فقط، مستفيدة من التقدم التكنولوجي في هذا المجال، ما يفتح آفاقًا جديدة في الحوسبة الفائقة.
ورغم وجود أجهزة كمبيوتر كمومية حاليًا، إلا أن التحديات المتمثلة في ضعف القدرة الحاسوبية وارتفاع معدلات الخطأ لا تزال تعيق استخدامها على نطاق واسع.
ومع ذلك، فإن أجهزة الحوسبة الكمومية تتميز بمعدلات معالجة تفوق بمراحل الحواسيب التقليدية، مما يمكّنها من تنفيذ حسابات معقدة خارج نطاق قدرات الحواسيب الحالية.
إطلاق شريحة "ماجورانا 1"كشفت مايكروسوفت عن شريحتها الجديدة "ماجورانا 1"، التي تعتمد على حالة جديدة من المادة ليست صلبة أو غازية أو سائلة، مما يساهم في تحقيق أداء أكثر كفاءة وسرعة.
كما أوضحت الشركة أن أجهزة الكمبيوتر الكمومية من الجيل التالي، المعروفة باسم (FTP)، تتمتع بقدرة تصحيح الأخطاء ذاتيًا، ما يعزز دقة الحسابات ويجعل هذه التقنية أكثر موثوقية.
وفي ديسمبر الماضي، كشفت غوغل عن شريحتها الكمومية الجديدة "ويلوو"، التي تتميز بمعدل أخطاء أقل بكثير مقارنة بالتقنيات السابقة، مما يضعها ضمن اللاعبين الرئيسيين في سباق تطوير الحواسيب الكمومية المتقدمة.
مايكروسوفت، أكدت في بيانها، أن التقدم التقني الذي عرضته يضعها على المسار الصحيح نحو إطلاق أول حاسوب كمي تجاري في غضون سنوات قليلة وليس عقودًا، وهو ما يعكس سرعة التطور في هذا المجال.
ويتم تطوير الكمبيوتر الكمي التجاري لشركة مايكروسوفت ضمن برنامج تشرف عليه وكالة مشاريع الأبحاث الدفاعية المتقدمة، التابعة للجيش الأميركي، مما يعكس الأهمية الاستراتيجية لهذه التقنية وتأثيرها المحتمل على مستقبل التكنولوجيا والابتكار.
الفاخري: نرفض العقوبات الأمريكية على جنوب أفريقيا