العالم يغرق في النفايات البلاستيكية.

أجسادنا مليئة بالجسيمات البلاستيكية الدقيقة ولا توجد بيئة آمنة. البلاستيك متناثر فوق معظم الجبال النائية، ال أعمق أجزاء البحر، و رقعة القمامة الكبرى في المحيط الهادئ بارز جدًا لدرجة أنه أصبح اسمًا علمًا ونظامًا بيئيًا خاصًا به.

البولي ايثيلين، وهو البلاستيك الأكثر إنتاجًا في العالم، ويزودنا بالأكياس، وتغليف المواد الغذائية، وحاويات السلع المنزلية. كما أنها ملوثة بشكل خاص لأنها مصممة لتكون قوية وطويلة الأمد.

ومع ذلك فإن المستقبل يبشر بالخير، لأن المهندسين الكيميائيين في جامعة ساري في المملكة المتحدة تمكنوا من إنتاج نوع جديد من البلاستيك الفريد الذي يتمتع بالصفات اللازمة لدعم اقتصاد المواد الأكثر دورية.

كما يقولون في المجلة الجزيئات الكبيرة، يتحلل هذا البوليمر الذي يثبت صحة المفهوم بسهولة إلى غاز عند تسخينه. وبعد ذلك، مثل طائر الفينيق الأسطوري، ينهض من “الرماد” ليعيد تجميع نفسه.

ملخص رسومي يعرض البوليمر الفريد للباحثين وخصائصه، بما في ذلك دائرية. (الكاظمي وآخرون، الجزيئات الكبيرة، 2026)

“معظم المواد البلاستيكية مصممة لتكون مستقرة، وهذا بالضبط ما يجعل من الصعب إزالتها أو إعادة تدويرها”. يشرح بيتر روث، مهندس كيميائي في جامعة ساري.

“لقد أظهرنا أنه من الممكن إنشاء مادة تتصرف بشكل مختلف تمامًا – مادة يمكن أن تتحول إلى بخار عند درجات حرارة منخفضة نسبيًا قبل إعادة بناء نفسها بشكل طبيعي إلى نفس البوليمر.”

يُسمى هذا البوليمر الجديد بولي (1،2-ديثيولان)، مما يعني أنه عبارة عن سلسلة مصنوعة من روابط فردية، أو مونومرات، من 1،2-ديثيولان، وهو جزيء يشبه الحلقة مصنوع من الكربون والهيدروجين وذرتي كبريت مرتبطتين.

(غادر: بن ميلز / ويكيميديا ​​​​كومنز يمين: كروبرتس / ويكيميديا ​​​​كومنز)

إن الطبيعة العكسية لرابط الكبريت هذا تجعل البوليمر قابلاً للتحلل بسهولة وبشكل متكرر.

“هذا ليس بديلاً للمواد البلاستيكية التقليدية، وهو بالتأكيد ليس حلاً لمشكلة النفايات البلاستيكية العالمية. ولكنه يقدم مفهومًا جديدًا يمكن أن يلهم جيلًا جديدًا تمامًا من المواد الدائرية،” كما يقول روث. يضيف.

على هذا النحو، فهو يعالج العديد من المشكلات التي تعقد عملية إعادة التدوير الفعالة للمواد البلاستيكية.

أولاً، يخضع لعملية إزالة البلمرة بسهولة أكبر – أي تفكيك البوليمر المعقد إلى مونومرات أبسط، مثل تفكيك قطعة من البوليمر. ليغو وضعها في قطعها. مع السلامة سفينة القراصنة، مرحبًا قلعة العصور الوسطى!

لكن مجموعات LEGO لا تعيد بناء نفسها (ليس بعد، على أي حال). بالإضافة إلى ذلك، قد تحتاج المواد البلاستيكية التقليدية إلى التسخين إلى حوالي 200 درجة مئوية (حوالي 400 درجة فهرنهايت) قبل أن تبدأ في التحلل.

وأي شيء قد ينشأ قد يتطلب معالجة إضافية، مما قد يؤدي إلى توليد منتجات ثانوية ملوثة وخطيرة.

بشكل فريد، يتحلل البوليمر الجديد الذي ابتكره الباحثون عند حوالي 90 درجة مئوية فقط، ويتحول من مادة صلبة إلى غاز بينما يتخطى الطور السائل و”يشكل أول مثال على بوليمر يُظهر هذا السلوك”، كما يقول الباحثون. يقول.

ولإثبات تطبيقاته العملية، قاموا بتغطيس ورق ترشيح ملفوف فيه، مما يدل على أن بخار البوليمر “يحتضن” الورقة بطبقة مقاومة للماء.

وبعد ذلك، قاموا بإزالة الطبقة بنفس الطريقة ببساطة عن طريق تسخينها. وعلى الرغم من تغير لونها، استعادت الورقة خصائصها الأولية في امتصاص الماء.

وفي الوقت نفسه، يمكن للبلاستيك إعادة بناء نفسه بسهولة عندما يبرد مرة أخرى إلى مادة صلبة جاهزة لإعادة الاستخدام.

يقترح الباحثون أنه قد يتم تكرار هذه التجربة في النهاية في البيئات الصناعية، مع إمكانات لا حصر لها.

عرض يوضح كيف أظهر الباحثون التطبيقات المحتملة للبوليمر الجديد. (الكاظمي وآخرون، الجزيئات الكبيرة، 2026)

الطلاءات البوليمرية موجودة في كل مكان. إنها تعمل على تحسين العزل والتشحيم والمقاومة ضد التآكل والرطوبة والتآكل.

إنها تحمي الأعمال الداخلية لآلات التصنيع التي تنتج سلع البقالة، وتحافظ على أجهزتنا المنزلية في حالة جيدة.

تعمل الطلاءات أيضًا على حماية منازلنا نفسها من خلال درء المواد الرديئة وغير المرغوب فيها قالب أو صد مياه الأمطار حتى لا نضطر إلى التقاط القطرات المتساقطة في القدور والمقالي – والتي تكون أيضًا مغلفة بشكل وقائي.

أخيرًا، سلط الباحثون الضوء على إمكانية استخدام تسامي البوليمر لتحسين كفاءة إعادة تدوير البلاستيك، من خلال “تلويث” البوليمر الخاص بهم بصبغة النيل الحمراء.

عادة، تتطلب إزالة هذه المواد المضافة من النفايات البلاستيكية معالجة كيميائية إضافية كثيفة التكلفة والموارد. لكن الأمر ليس كذلك هنا، حيث قام الباحثون بإزالة الصبغة من البوليمر الخاص بهم في خطوة واحدة عن طريق تسخينها.

بشكل عام، من غير المرجح أن نشتري بوكيمون تماثيل صغيرة مصنوعة من البولي (1،2-ديثيولان)، أو الحصول على طلباتنا الجاهزة في صناديق تعيد تجميع نفسها، بدون الشحوم.

ولكن، من يدري، حتى التطبيقات الطبية الحيوية قد تنتج من بوليمرات مماثلة قابلة للتحلل الحيوي، بما في ذلك المواد اللاصقة الجراحية، والهلاميات المائية التي تنتج مواد قابلة للتنفس. العدسات اللاصقةوالجسيمات النانوية التي توصل الأدوية إلى موقع المرض يتصور.

متعلق ب: لقد تم تحويل النفايات البلاستيكية مباشرة إلى وقود الهيدروجين – دون الحاجة إلى الفرز

“الجزء المثير هو أننا أظهرنا مبدأ لم يكن متاحا من قبل” يقول توصيف كاظمي، مهندس كيميائي في جامعة سري والمؤلف الرئيسي للدراسة.

“إذا تمكنا من تعلم كيفية تصميم هذه الكيمياء، فقد يؤدي ذلك في النهاية إلى مواد جديدة أسهل في التطبيق والإزالة وإعادة التدوير من العديد من المواد البلاستيكية الموجودة اليوم.”

وقد نشر هذا البحث في الجزيئات الكبيرة.

إقرأ المزيد