تولید پلاستیک تجزیه‌پذیر از پسماند ماهی

به گزارش گروه وب گردی خبرگزاری صدا و سیما؛ دانشمندان هنگام پژوهش برای یافتن جایگزینی برای پلاستیک‌های آلوده‌کننده محیط زیست، نوعی ماده تجزیه‌پذیر (زیست‌فروپاش) کشف کرده‌اند که از بقایا و ضایعات و پسماند ماهی به دست آمده است. ماده‌ای که باید دور ریخته شود، اما می‌تواند در طیف بزرگی از محصولات از جمله بسته‌بندی یا پوشاک، مورد استفاده قرار بگیرد.

پژوهشگران کانادایی می‌گویند که سر، استخوان، پوست و دل و روده ماهی که به عنوان زباله دور ریخته می‌شود، می‌تواند به عنوان ماده‌ای قابل استفاده در نظر گرفته شود تا جایگزین پلی‌اورتان‌های مشتق از نفت خام شود؛ ماده‌ای که در هر چیزی پیدا می‌شود؛ از کفش گرفته تا لباس و یخچال و مصالح ساخت و ساز. وجود پلی‌اورتان‌ها با تاثیرات کربن بسیار همراه است و تجزیه آن‌ها به کندی صورت می‌گیرد. اما این تیم پژوهشی در دانشگاه مموریال نیوفاندلند به سرپرستی فرانسیسکا کرتون، دریافته است که پلاستیک‌های ساخته شده بر پایه روغن ماهی، می‌توانند یک راه‌حل سازگار با محیط زیست ارائه کنند که مسئله تولید ضایعات موادغذایی را نیز حل می‌کند.

مطالعات قبلی، روش‌هایی را برای تولید پلاستیک از پسماند ماهی توسعه داده بودند، اما تحقیق اخیر از این نیز فراتر می‌رود و نشان می‌دهد که این مواد چگونه می‌توانند دوباره در پایان عمر مفید خود، به سادگی تجزیه شوند.

برای تولید این ماده جدید، محققان از روغن استخراج شده از ماهی‌های آزادی استفاده کردند که پس از برداشتن گوشت و فراوری برای مصرف انسان، به جا مانده بود. پژوهشگران روشی را برای تبدیل روغن ماهی به پلیمر‌های پلی‌اورتان‌مانند پیدا کردند که در آن ابتدا با افزودن اکسیژن به روغن به روشی کنترل شده، اپوکساید تولید می‌شود که به مولکول‌هایی که در اپوکساید رزین وجود دارد، شبیه است. سپس، دی اکسید کربن به اپوکساید اضافه و مولکول‌های باقیمانده با ترکیبات شیمیایی آمین‌های شامل نیتروژن تلفیق می‌شود تا ماده جدید ساخته شود.
خانم کرتون می‌گوید: «این مهم است که ما با برنامه برای پایان چرخه مصرف، طراحی پلاستیک را شروع کرده‌ایم. تجزیه شیمیایی آن یا به دی‌اکسید کربن و آب، یا به بازیافت و مصرف با هدفی دیگر ختم خواهد شد. زمانی که ما کار با فرایند‌های روغن ماهی را شروع کردیم، بوی بسیار ضعیف و کمی از ماهی حس می‌شد، اما وقتی بیشتر پیش رفتیم، بو به کلی از بین رفت.»

از تابستان گذشته، این گروه پژوهشی در حال انجام این فرایند است تا ساده سازی و سرعت بخشیدن به تجزیه پلاستیک مشتق از روغن ماهی را ممکن کند. آزمایش‌ها نشان دادند که ماده جدید ممکن است در صورت لزوم به سادگی تجزیه شود. در یک نمونه، قطعاتی از پلاستیک با لیپاز، آنزیمی که چربی در روغن ماهی را تجزیه می‌کنند، آب را جذب کرد.

محققان، زیر میکروسکوپ، رشد میکروب‌ها را بر روی نمونه‌ها مشاهده کردند؛ از جمله آن‌هایی که فقط در آب قرار داده شده بودند. این گروه پژوهشی می‌گوید که این نتایج، نشانه‌ای دلگرم کننده و امیدبخش مبنی بر این است که این ماده جدید ممکن است به راحتی تجزیه شود.

خانم کرتون و میخایلی ویلر، پژوهشگر ارشد که در این پروژه کار کرده است، می‌گویند که قصد داشتند در این خصوص مطالعه کنند که این ماده چگونه می‌تواند در دنیای واقعی مورد استفاده قرار بگیرد. کاربرد‌های از قبیل بسته‌بندی یا الیاف برا‌ی صنایع پوشاک. خانم ویلر از دانشگاه مموریال نیوفاندلند می‌گوید: «به نظر من این هیجان انگیز است که ما چگونه می‌توانیم چیزی را قابل استفاده کنیم. چیزی را که ممکن است حتی روش تولید پلاستیک را تغییر دهد. چیزی که از زباله، از چیزی که مردم دور می‌اندازند، تولید می‌شود.»

پلی‌اورتان‌ها به صورت سنتی با استفاده از نفت خام و فسژن، یک گاز سمی ساخته می‌شوند؛ فرایندی که ایزوسیانات تولید می‌کند که برای چشم‌ها و دستگاه گوارش و مجاری تنفسی به شدت مضر است و با حملات آسم شدید نیز مرتبط است. به علاوه، محصول نهایی آن در طبیعت به سادگی تجزیه نمی‌شود و تجزیه‌پذیری محدود ناشی از آن می‌تواند مواد سرطانزا آزاد کند.

پژوهش قبلی به تولید پلی‌اورتان از روغن‌های مشتق شده از گیاهان به جای نفت منجر شده بود؛ اگرچه محققان گفته بودند که چنین چیزی جنبه منفی هم دارد، زیرا محصولاتی از قبیل سویا، به زمین و صرف منابع نیاز دارد. این پژوهش که با حمایت موسسه تحقیقات مهندسی و علوم طبیعی کانادا صورت گرفته، قرار است در روز دوشنبه در جلسه انجمن شیمی آمریکا (ACS) ارائه شود.