ابداع چسب زیستی که صنعت ۵۰ میلیارد دلاری را متحول می‌کند
به گزارش خبرگزاری آنا به نقل ازسای تک دیلی ، پژوهشگران دانشگاه ایالتی کلرادو، پلیمر چسبنده نوآورانه‌ای ساخته‌اند که از نظر استحکام از گزینه‌های تجاری موجود بهتر عمل می‌کند و در عین حال زیست تخریب پذیر و قابل استفاده مجدد است.
این پژوهش نشان می‌دهد چگونه پلیمر طبیعی P۳HB را می‌توان از نظر شیمیایی به گونه‌ای اصلاح کرد تا به عنوان یک عامل پیوند بادوام و پایدار عمل کند.
چسب‌ها نقش مهمی در صنایعی مانند خودروسازی، بسته بندی، الکترونیک، انرژی خورشیدی و ساخت و ساز دارند و ستون اصلی یک بازار ۵۰ میلیارد دلاری را تشکیل می‌دهند. با این حال، سهم قابل توجهی در مشکل رو به رشد زباله‌های پلاستیکی نیز دارند.
این گروه از پژوهشگران از ترکیبی از روش‌های آزمایشگاهی، شبیه سازی‌ها و مدل سازی فرآیند‌ها استفاده کردند تا این پلیمر سازگار با محیط زیست را به عنوان جایگزین مناسبی برای چسب‌های رایج طراحی کنند.
این پژوهش به سرپرستی پروفسور «یوجین چن» «Eugene Chen» در گروه شیمی دانشگاه کلرادو و با همکاری پژوهشگران آزمایشگاه ملی انرژی‌های تجدیدپذیر، دانشگاه کالیفرنیا و دانشگاه برکلی انجام شده است.
چن می‌گوید پُلی (۳-هیدروکسی بوتیرات) یا P۳HB، یک پلیمر طبیعی، زیست پایه و زیست تخریب پذیر است که میکروب‌ها می‌توانند آن را در شرایط زیستی مناسب تولید کنند. اگرچه این پلیمر در حالت عادی چسبنده نیست، اما آزمایشگاه او توانست ساختار آن را به طور شیمیایی بازسازی کند تا اکنون چسبندگی قوی تری نسبت به گزینه‌های متداول مبتنی بر نفت و غیرقابل تجزیه ارائه دهد. این پلیمر بازسازی شده روی سطوح مختلفی مانند آلومینیوم، شیشه و چوب قابل استفاده است. همچنین، استحکام چسبندگی P۳HB بازسازی شده را می‌توان برای تطبیق با نیاز‌های مختلف کاربردی، تنظیم کرد.
رسیدگی به بحران جهانی زباله‌های پلاستیکی
این یافته‌ها بخشی از هدف بزرگتر گروه چن برای بهبود و گسترش توانایی ما برای مقابله با بحران جهانی آلودگی پلاستیک است.
گروه وی در تلاش‌های زیادی مشارکت دارد تا جایگزین‌های شیمیایی قابل بازیافت، زیست تخریب پذیر و به طور کلی پایدارتر برای مواد پلاستیکی امروزی توسعه یابد. چن می‌گوید در حالی که بسیاری از مردم به طور ذاتی مشکلات چرخه عمر یک بطری آب یکبار مصرف را درک می‌کنند، اما باید بدانند چسب‌ها مسائل چالش برانگیزتر با راه حل‌های کمتری ارائه می‌کنند.
این محقق افزود: «چسب‌های ترموست برپایه نفت مانند «گوریلا گلو» و» جی‌بی ولد»، همراه با چسب‌های گرمایی ترموپلاستیک، عمدتا به دلیل پیوند‌های قوی آنها با مواد دیگر، می‌توانند بازیافت یا بازیابی بسیار دشوار یا حتی غیرممکن داشته باشند. در عوض رویکرد ما، ماده‌ی تجزیه پذیری ارائه می‌دهد که می‌تواند در صنایع مختلفی با استحکام قابل تنظیم یا حتی بالاتر نسبت به آن گزینه‌ها استفاده شود.»
«اتن کوین» «Ethan Quinn» یکی دیگر از مجریان این پژوهش گفت: «ما یک نمونه چسب مومی P۳HB توسعه داده و توانستیم با یک تفنگ چسب تجاری موجود از آن استفاده کرده تا کاربرد آن را در مهر و موم کردن جعبه‌های مقوایی و سایر ویژگی‌ها روی صفحات فولادی آزمایش کنیم. بر اساس داده ها، می‌دانستیم این چسب، قوی‌تر از گزینه‌های دیگر است، اما از اینکه توانستیم نشان دهیم عملکرد آن بسیار بهتر از گزینه‌های چسب‌های گرمایی معمولی است شوکه شدیم. این چسب توانست تا ۹ کیلوگرم بار را در جای خود نگه دارد، در حالی که یک چسب معمولی نمی‌توانست ۶.۵ کیلوگرم وزن را تحمل کند.»
مزیت‌های زیست محیطی و تجاری سازی آینده
به گفته چن، چسب P۳HB در موارد مختلف، از جمله محیط‌های مدیریت شده و مدیریت نشده، زیست تخریب پذیر است و این یعنی به طور طبیعی در محل‌های دفن زباله و همچنین آب شور اقیانوس یا خاک، به طور طبیعی تجزیه می‌شود. این قابلیت، دامنه گزینه‌های ممکن برای مدیریت این ماده در پایان چرخه عمر آن را گسترش می‌دهد. چسب P۳HB همچنین قابل بازیابی، پردازش و استفاده مجدد است.
محققان اکنون قصد دارند ضمن یافتن راه‌هایی برای کاهش هزینه کلی و اثرات زیست محیطی تولید انبوه، این پلیمر را برای استفاده گسترده تجاری سازی کنند.
نتایج این تحقیقات در نشریه Science منتشر شده است.
انتهای پیام/