ابتكار “بلاستيك حي” تحتوي 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.
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 @NSF pic.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”.
واستخدم 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: شمسان بوست
إقرأ أيضاً:
افتتاحية: المستحيل بات ابتكارًا ممكنًا
مع بداية كل عام، يشهد العالم قفزة نوعية نحو آفاق جديدة في عالم العلوم، مدفوعًا بابتكارات تُضفي على الحياة مسحة سحرية! ففي الوقت الذي نتحدث فيه، ينكبّ العلماء والخبراء على دراسة كيفية تمكين عامة الناس من تناول وجباتهم على سطح المريخ في المستقبل القريب. ولا يقتصر طموحهم على ذلك، بل يتناولون بالبحث إمكانية قراءة الأفكار بواسطة الآلات المتطورة، وإنتاج الغذاء من الهواء المحيط بنا، وتسخير الظلال لصناعة محركات ومولدات للطاقة النظيفة. بل إنهم يذهبون أبعد من ذلك، ويسعون جاهدين لتحويل خلايا الجسم البشري إلى أنسجة فائقة القدرات، تمنح الإنسان القدرة على العيش لفترات أطول، لكي يشهد المزيد من عجائب هذا التطور المتسارع.
وللوصول إلى تحقيق ما يُعدّ مستحيلا، وتفكيك شفرة الخيال العلمي، لا بدّ للعلم أولًا أن يكشف النقاب عن أسرار الكون الفسيح. وفي العدد العشرين من الملحق العلمي لجريدة «عمان»، نصحبكم في نقاشات معمّقة تتناول ما تمّ التوصّل إليه من اكتشافات في مجالات الطاقة المظلمة الغامضة، والتأثير الترددي وعلاقته الوثيقة بالطاقة الكونية الهائلة، وأحدث ما تمّ التقاطه من صور ومعلومات عن الشمس، وما يُتوقّع معرفته عن القمر التابع لكوكبنا. ويعرّج أيضًا على استعراض ما ينتظر العالم هذا العام من أحداث فلكية مميزة وظواهر سماوية نادرة، بالإضافة إلى ابتكارات تكنولوجية واعدة من شأنها تغيير وجه الحياة كما نعرفه اليوم تغييرا جذريا. هذا إلى جانب ملفات عديدة أخرى تتناول قضايا بيئية مُلّحة وموضوعات صحية وأخرى منوعة. قراءة ماتعة.
جنين ومخيمها.. سماع دوي انفجار كبير بمخيم جنين