پلاستیکهایی از پروتئین شیر
این پژوهش بخشی از چند پروژه فعال پژوهشی در «دانشگاه فلیندرز» در جنوب استرالیا است که با هدف طراحی و تولید مواد زیستتخریبپذیر انجام میشوند. پژوهشگران در مطالعهای که نتایج آن در مجله علمی Polymers منتشر شده، ساخت یک فیلم (ورقه) نازک زیستتخریبپذیر را شرح دادهاند که از ترکیب کازئینات کلسیم (ماده دردسترس و مشتق شده از پروتئین اصلی موجود در شیر یعنی کازئین) با نشاسته اصلاحشده و نانورُس بنتونیت تولید شده است. برای افزایش استحکام و انعطافپذیری این ماده، گلیسرین و پلی وینیل الکل نیز به این ترکیب افزوده شدهاند.
آزمایشهای انجامشده روی این ماده نشان میدهد که فرآیند زیستتخریبپذیری آن به صورت تدریجی رخ میدهد و انتظار میرود در شرایط معمول خاک، تجزیه کامل آن طی حدود ۱۳ هفته انجام شود. این پژوهش بینشهای اولیهای ارائه میدهد درباره اینکه چگونه ترکیب بیوپلیمرها با سوسپانسیونهای نانورس میتواند برای تولید فیلمهای زیستتخریبپذیر کاربردی به کار رود و به کاربرد احتمالی آنها در بستهبندیهای غذایی با آسیب کمتر به محیطزیست اشاره میکند.
در این پژوهش همچنین سمیت پایینتر این فیلمها مورد توجه قرار گرفته است. آزمایشهای میکروبی نشان دادهاند که میزان کلونیهای باکتریایی در محدوده قابلقبول باقی مانده است؛ موضوعی که برای فیلمهای زیستتخریبپذیری که با هدف خاصیت ضدمیکروبی طراحی نشدهاند، اهمیت دارد.
ملاحظات ایمنی و محیط زیستی
پروفسور «یوهنگ تانگ»، پژوهشگر نانومواد در «پردیس تونزلی» دانشکده علوم و مهندسی دانشگاه فلیندرز، تاکید میکند که با وجود نتایج امیدوارکننده، انجام ارزیابیهای تکمیلی ضروری است.
او میگوید: «ما توصیه میکنیم در مراحل بعدی آزمایش و توسعه، ارزیابیهای ضدباکتریایی بیشتری انجام شود».
به گفته تانگ، یافتن راهحلهای پایدار برای بستهبندی مواد غذایی و سایر کاربردهای پلاستیکهای یکبارمصرف، گامی مهم در مسیر مهار افزایش آلودگی جهانی است. این در حالی است که پلاستیکها میتوانند حاوی هزاران ماده شیمیایی، از جمله رنگها و مواد ضدحریق باشند که برخی از آنها سمی و سرطانزا هستند.
بحران جهانی پلاستیک
بر اساس برآوردهای «سازمان همکاری و توسعه اقتصادی» (OECD)، تولید جهانی پلاستیک بین سالهای ۲۰۰۰ تا ۲۰۱۹ تقریبا دو برابر شده و از ۲۳۴ میلیون تن به ۴۶۰ میلیون تن رسیده است. این سازمان هشدار میدهد که بدون اجرای سیاستهای بلندپروازانهتر، تولید و مصرف پلاستیک در جهان همچنان افزایش خواهد یافت و تا سال ۲۰۴۰ به حدود ۷۳۶ میلیون تن خواهد رسید؛ رقمی که حدود ۷۰ درصد بیشتر از ۴۳۵ میلیون تن در سال ۲۰۲۰ است و همچنان سریعتر از رشد جمعیت جهانی افزایش خواهد یافت.
طبق این پیشبینیها، حتی تا سال ۲۰۴۰ نیز پلاستیکهای بازیافتی تنها حدود ۶ درصد از کل پلاستیک تولیدشده را تشکیل خواهند داد. در چنین شرایطی، حجم زبالههای پلاستیکی مدیریتنشده تا ۴۷ درصد و نشت پلاستیک به محیطزیست تا ۵۰ درصد افزایش خواهد یافت؛ روندی که تهدیدی جدی برای اکوسیستمها و جوامعی است که به آنها وابستهاند.
در مقابل، OECD تاکید میکند که اجرای سیاستهای جامع و سختگیرانه در سراسر چرخه عمر پلاستیک ـ از کاهش تولید و تقاضا گرفته تا طراحی پلاستیکها بهگونهای که در چرخه استفاده و بازیافت باقی بمانند و نیز افزایش بازیافت ـ میتواند رشد اقتصادی را از مصرف پلاستیک جدا کند، نرخ بازیافت جهانی را تا سال ۲۰۴۰ به طور متوسط چهار برابر افزایش دهد و نشت زباله پلاستیکی به محیطزیست را تقریبا به صفر برساند.
همکاری علمی و مسیر آینده
این پژوهش بهصورت یک همکاری بینالمللی انجام شده است؛ «نیکولای استیون گومز مسا»، توضیح میدهد که تیم تحقیقاتی ابتدا در حال آزمایش کازئیناتها برای ساخت نانوالیاف بر پایه شیر بوده و در جریان این آزمایشها دریافتند که این مواد میتوانند برای قالبگیری پلیمرهایی مشابه مواد رایج بستهبندی استفاده شوند.
او میگوید: «پس از آن، بررسی راههایی را آغاز کردیم تا ویژگیهای این پلیمرهای مبتنی بر شیر را بهبود دهیم؛ از جمله با افزودن اجزای طبیعی و فراوانی مانند نشاسته و همچنین یک پلیمر زیستتخریبپذیر با ویژگیهای مکانیکی قابل توجه. این روند همچنین امکان استفاده از نانورسهایی مانند بنتونیت را فراهم کرد که میتوانند استحکام فیلم و عملکرد سدکنندگی آن را افزایش دهند».
پروفسور «آلیس یووانا پاتاکیوا-ماتئوس» نیز تاکید میکند که کاهش مصرف پلاستیک مسئولیتی جمعی است. به گفته او، یافتن جایگزینهای پلیمری زیستتخریبپذیر بخشی مهم از نقش علم در ارائه راهحل برای صنعت، مصرفکنندگان و محیطزیست است، بهویژه با توجه به اینکه بخش عمده پلاستیکهای یکبارمصرف از بستهبندی مواد غذایی ناشی میشود.
چرا پلاستیکهای زیستتخریبپذیر اهمیت دارند؟
پلاستیکهای زیستتخریبپذیر به پلیمرهایی گفته میشود که میتوانند توسط میکروارگانیسمهای موجود در محیط به موادی مانند آب، دیاکسید کربن و زیستتوده تجزیه شوند. این مواد معمولا از ترکیباتی مانند پلیلاکتیکاسید، الیاف نانوسلولزی یا ژلاتین ساخته میشوند و در قالب فیلمها و پوششهای نازکی به کار میروند که میتوانند مستقیما برای بستهبندی مواد غذایی استفاده شوند.
در شرایطی که طبق برآوردها حدود ۶۰ درصد پلاستیکهای تولیدشده در جهان یکبارمصرف هستند و تنها حدود ۱۰ درصد آنها بازیافت میشوند، توسعه موادی که بتوانند سریعتر و ایمنتر در محیط تجزیه شوند، بهعنوان یکی از مسیرهای مکمل در کنار کاهش مصرف و افزایش بازیافت، مورد توجه فزاینده پژوهشگران قرار گرفته است.
انتهای پیام/