پلیمرهای زیست تخریب پذیر برای کپسوله کردن مواد مغذی و جایگزینی ریزدانه‌ها در محصولات زیبایی
میکروپلاستیک‌ها یک خطر زیست‌محیطی هستند که تقریباً در همه جای زمین یافت می‌شوند و در اثر تجزیه لاستیک‌ها، لباس‌ها و بسته‌بندی‌های پلاستیکی آزاد می‌شوند. یکی دیگر از منابع مهم میکروپلاستیک‌ها، دانه‌های ریزی است که به برخی از پاک کننده‌ها، لوازم آرایشی و سایر محصولات زیبایی اضافه می‌شود.
در تلاش برای قطع برخی از این میکروپلاستیک‌ها در منبع خود، محققان MIT دسته‌ای از مواد زیست تخریب پذیر را توسعه داده‌اند که می‌تواند جایگزین دانه‌های پلاستیکی شود که اکنون در محصولات زیبایی استفاده می‌شود. این پلیمرها به قندها و اسیدهای آمینه بی ضرر تجزیه می‌شوند.
آنا ژاکلنک، محقق اصلی می‌گوید: “یکی از راه‌های کاهش مشکل میکروپلاستیک‌ها این است که بفهمیم چگونه آلودگی موجود را پاک کنیم. اما به همان اندازه مهم است که به آینده نگاه کنیم و روی ایجاد موادی تمرکز کنیم که در وهله اول میکروپلاستیک تولید نکنند.”
این ذرات همچنین می‌توانند کاربردهای دیگری پیدا کنند. در مطالعه جدید، Jaklenec و همکارانش نشان دادند که می‌توان از این ذرات برای محصور کردن مواد مغذی مانند ویتامین A استفاده کرد. غنی‌سازی مواد غذایی با ویتامین A و سایر مواد مغذی می‌تواند به برخی از ۲ میلیارد نفر در سراسر جهان که از کمبود مواد مغذی رنج می‌برند کمک کند.
Jaklenec و Robert Langer، استاد موسسه MIT و عضو موسسه Koch، نویسندگان ارشد این مقاله هستند که در Nature Chemical Engineering منتشر شده است. نویسنده اصلی مقاله Linzixuan (Rhoda) Zhang، دانشجوی کارشناسی ارشد MIT در رشته مهندسی شیمی است.
پلاستیک های زیست تخریب پذیر
در سال 2019، Jaklenec، Langer و دیگران گزارش دادند که یک ماده پلیمری می‌تواند برای محصور کردن ویتامین A و سایر مواد مغذی ضروری مورد استفاده قرار گیرد. آنها همچنین دریافتند افرادی که نان تهیه شده از آرد غنی شده با آهن کپسوله شده مصرف می‌کنند، سطوح آهن را افزایش می‌دهند.
با این حال، از آن زمان، اتحادیه اروپا این پلیمر، معروف به BMC، را به عنوان یک میکروپلاستیک طبقه‌بندی کرده و آن را در ممنوعیتی قرار داده است که در سال 2023 اجرایی شد. در نتیجه، بنیاد بیل و ملیندا گیتس از تیم MIT پرسید که آیا می‌توانند جایگزینی طراحی کنند که سازگارتر با محیط زیست باشد.
محققان به رهبری ژانگ به نوعی پلیمر روی آوردند که قبلاً آزمایشگاه لانگر آن را توسعه داده بود و به نام پلی (بتا آمینه استرها) شناخته می‌شد. این پلیمرها که به عنوان وسیله‌ای برای انتقال ژن و سایر کاربردهای پزشکی نشان داده‌اند، زیست تخریب پذیر هستند و به قندها و اسیدهای آمینه تجزیه می‌شوند.
با تغییر ترکیب بلوک‌های ساختمانی این ماده، محققان می‌توانند خواصی مانند آبگریزی (قابلیت دفع آب)، استحکام مکانیکی و حساسیت pH را تنظیم کنند. پس از ایجاد پنج ماده مختلف کاندید، تیم MIT آنها را آزمایش کرد و ماده‌ای را شناسایی کرد که به نظر می‌رسد ترکیب بهینه‌ای برای کاربردهای میکروپلاستیک از جمله توانایی حل شدن در مواجهه با محیط‌های اسیدی مانند معده دارد.
محققان نشان دادند که می‌توانند از این ذرات برای محصور کردن ویتامین A، ویتامین D، ویتامین E، ویتامین C، روی و آهن استفاده کنند. بسیاری از این مواد مغذی مستعد تخریب گرما و نور هستند، اما وقتی در ذرات محصور می‌شوند، محققان دریافتند که این مواد مغذی می‌توانند به مدت دو ساعت در معرض آب جوش مقاومت کنند.
آنها همچنین نشان دادند که حتی پس از شش ماه نگهداری در دمای بالا و رطوبت بالا، بیش از نیمی از ویتامین های محصور شده آسیب ندیده بودند.
محققان برای نشان دادن پتانسیل خود برای تقویت مواد غذایی، این ذرات را در مکعب‌های جوشان که معمولاً در بسیاری از کشورهای آفریقایی مصرف می شود، وارد کردند. آنها دریافتند که وقتی در آب گوشت گنجانده می‌شوند، مواد مغذی پس از دو ساعت جوشاندن دست نخورده باقی می‌مانند.
در این مطالعه، محققان همچنین ایمنی ذرات را با قرار دادن آنها در معرض سلول‌های روده انسان کشت‌شده و اندازه‌گیری اثرات آنها بر روی سلول‌ها مورد آزمایش قرار دادند. در دوزهایی که برای تقویت مواد غذایی استفاده می‌شد، هیچ آسیبی به سلول‌ها نیافتند.
نویسنده خبر: فاطمه درویشی
رفرنس:
https://phys.org/news/2024-12-biodegradable-polymers-nutrient-encapsulation-microbeads.html
بدون دیدگاه