قانون بزرگ ناپدید شدن: دانشمندان، پلاستیک زیستی در حال تخریب سریع را کشف کردند.
1) تحقیقات پلاستیک‌های زیست تخریب پذیر
تخمین زده میشود که تولید و استفاده جهانی پلاستیک در دهه‌های آینده افزایش یابد. یکی از راهکارها برای کاهش اثرات بالقوه آلودگی ناشی از پلاستیک، طراحی مجدد محصولات پلاستیکی با پذیرش اصول شیمی سبز و مهندسی بود.
با پیروی از این اصول، طرح‌های جدید به‌جای اتکا به سیستم‌های خارجی برای مدیریت آسیب‌های احتمالی، ذاتاً باید اثرات زیست‌محیطی را کاهش دهند.
این اصول را می‌توان با به حداقل رساندن مقدار مواد مورد استفاده برای ساخت محصول و اطمینان از تجزیه پذیری آن در همه محیط‌ها (به عنوان مثال، فاضلاب، آب شیرین، آب دریا، خاک، کمپوست و محل دفن زباله) به دست آورد.
محققان مؤسسه اقیانوس‌شناسی[1] (WHOI) سال‌ها در حال بررسی هستند تا دریابند چه نوع پلاستیکی کوتاه‌ترین و طولانی‌ترین طول عمر را در اقیانوس دارد و چه نوع محصولات پلاستیکی، مانند نی و بسته‌بندی مواد غذایی معمولاً در ایجاد آلودگی آن نقش دارد.
فوم‌ها می‌توانند کارآمدترین شکل مواد باشند. در نتیجه، فوم‌های پلاستیکی همراه با سایر خواص خود (مانند رسانایی حرارتی کم، ارتعاش و جذب ضربه)، کاربردهای زیادی به ویژه در بسته بندی مواد غذایی پیدا کرده‌اند.
اما تأسیسات بازیافت مکانیکی، فوم‌های پلاستیکی را نمی‌پذیرند، زیرا فاقد قابلیت دسته‌بندی این اقلام هستند. در نتیجه، بیشتر فوم‌های پلاستیکی یک چرخه حیات خطی را دنبال می‌کنند که با دفن زباله یا سوزاندن به پایان می‌رسد. از طرفی مزایای بسیاری که فوم‌های پلاستیکی به دلیل کارایی مواد ارائه می‌دهند را نباید نادیده گرفت و در میان فوم‌ها استایروفوم بهترین انتخاب است.
فوم کردن پلاستیک‌های زیست تخریب پذیر ممکن است این نتایج متناقض فوم‌های پلاستیکی پرکاربرد را حل کند. یکی از پلاستیک‌های زیست تخریب‌پذیر، دی استات سلولز (CDA) است که در محیط‌های طبیعی (خاک، آب شیرین و آب دریا) در مقیاس زمانی چند ماه تا 1 سال تجزیه میشود.
[1] Wood Hole Oceanographic Institution
1-1 پیشرفت در بیوپلاستیک
اکنون پس از سال‌ها آزمایش، نسخه جدیدی از CDA توسط جمعی از دانشمندان کشف شد که سریع‌ترین ماده بیوپلاستیک تجزیه‌کننده در آب دریا است. آن‌ها دریافتند که افزودن منافذ کوچک – به نام فوم – به مواد CDA باعث تخریب 15 برابر سریعتر آن حتی در برابر CDA جامد میشود.
این مطالعه شامل نظارت بر CDA فوم شده و CDA جامد در مخزن آب دریا با جریان مداوم در آزمایشگاه ویژه طراحی شده در WHOI بود. محققان همچنین دما، قرار گرفتن در معرض نور و سایر متغیرهای محیطی را برای تقلید از محیط طبیعی دریایی کنترل می‌کنند.
استفاده از مخازن آب دریا با جریان مداوم، آن‌ها را قادر می‌سازد تا پویایی اقیانوس فعال میکروبی را به آزمایشگاه بیاورند. اقیانوس به طور مداوم در حال تغییر است و مهم این بود که این محیط را با پر کردن مجدد میکروب ها و مواد مغذی تکرار کرده و آزمایشی از نظر محیطی واقعی‌تر را به ثمر برسانند. پس از 36 هفته، تیم دریافت که فوم‌های CDA 65 تا 70 درصد از جرم اولیه خود را از دست دادند.
در مطالعه قبلی با استفاده از مخزن دینامیک آب دریا، محققان نی‌های ساخته شده از پلاستیک استاندارد، کاغذ، CDA جامد و CDA فوم شده را آزمایش کردند و دریافتند که CDA جامد و نی‌های کاغذی سریع‌ترین کاهش جرم را دارند. سپس دانشمندان دو نی ساخته شده از CDA، یکی از CDA جامد و دیگری از یک فوم CDA را با هم مقایسه کردند و دریافتند که سرعت تخریب فوم 190 درصد سریعتر از همتای جامد آن است و در نتیجه طول عمر محیطی پیش بینی شده کمتری نسبت به نی‌های کاغذی دارد.
2-1 صنعت و اثرات زیست محیطی
به گفته نویسندگان این مطالعه، جایگزینی پلاستیک استایروفوم و پلاستیک‌های یکبار مصرف، مانند ظروف دورریزی که به طور معمول به اقیانوس نشت می‌کنند و زیست تخریب پذیر نیستند، یکی از فوری ترین کاربردهای این ماده است. محصولات Foamed CDA در حال حاضر وارد بازار شده‌اند و Eastman یک ظرف کمپوست پذیر و سبک وزن ساخته شده از فوم CDA را راه اندازی کرده است که برای جایگزینی ظرف‌های پلاستیکی مورد استفاده در بسته بندی مواد غذایی صنعتی موجود طراحی شده است.
رفرنس:
James, B.D., et al., Foaming enables material-efficient bioplastic products with minimal persistence. ACS Sustainable Chemistry & Engineering, 2024.
نویسنده خبر: فاطمه درویشی
بدون دیدگاه