علماء يطورون أول مادة بلاستيكية قابلة للتحلل البيولوجي في غضون أسابيع

طور العلماء أول مادة بلاستيكية قابلة للتحلل البيولوجي في غضون أسابيع عند تعرضها للحرارة والماء.

ومعظم البلاستيك 'القابل للتحلل' اليوم مصنوع من بوليستر يسمى حمض بوليلاكتيك، ولا يتحلل فعليا عندالتسميد النموذجي، وينتهي به الأمر في كثير من الأحيان في مقالب القمامة، حيث يبقى مثل البلاستيك التقليدي إلى الأبد.

ومع ذلك، أدمج باحثون من الولايات المتحدة إنزيمات آكلة للبوليستر، محمية بغلاف بوليمر خاص، في بلاستيك بوليستر أثناء تصنيعه. وعند تعرضها للحرارة والماء، تطلق الإنزيمات وتعمل على تفتيت البلاستيك.

وأوضح الفريق أن أغلفة الإنزيم تتحلل أيضا بالأشعة فوق البنفسجية ولا ينتج البلاستيك المربوط بالإنزيم ملوثات لدائن دقيقة عندما يتحلل 98% منه إلى جزيئات صغيرة.

وتكمن مشكلة البلاستيك التقليدي في أنها مصممة حتى لا تتحلل، عند الاستخدام العادي.

وتتمتع أكثر أنواع البلاستيك متانة بهيكل جزيئي يشبه البلور، مع ألياف بوليمر محاذية بإحكام بحيث لا تستطيع الميكروبات التي تأكل البوليمر من الخارج دخولها، ويتغلب النهج الجديد على المشكلة بإضافة الميكروبات إلى البلاستيك قبل الاستخدام.

وكان مفتاح الابتكار الجديد هو تطوير طريقة لمنع إنزيمات أكل البوليستر من الانهيار، وهو ما تفعله البروتينات عادةً عند إزالتها من بيئتها الأصلية، مثل تلك الموجودة في الخلية الحية.

وكانت الأغلفة لحماية الإنزيمات مصنوعة من جزيئات تسمى 'بوليمرات غير متجانسة عشوائية'، تربط البروتينات ببعضها برفق دون تقييد مرونتها الطبيعية.

وتتحلل هذه الجزيئات بعد التعرض للأشعة فوق البنفسجية وتوجد بتركيز 1% فقط في البلاستيك الذي يقول الباحثون إنه منخفض بما يكفي لتفادي التسبب في مشكلة.

ولصنع مادة قابلة للتحلل الحيوي، تضمن الجسيمات النانوية من الإنزيمات المغلفة في مليارات حبيبات الراتنج التي تشكل نقطة البدايةفي الصناعات البلاستيكية، إلى حد كبير بنفس الطريقة التي تستخدم بها الأصباغ لتلوين البلاستيك.

ويتطلع الباحثون أيضا إلى برمجة البوليمرات غير المتجانسة العشوائية لإيقاف التحلل جزئيًا، ما يسمح بإعادة صهره لأغراض أخرى، حسب 'ديلي ميل' البريطانية.