يمكن أن يكون البلاستيك الجديد الذي لا يتحلل إلى جسيمات بلاستيكية دقيقة مسببة للسرطان هو الحل لارتفاع المواد السامة الموجودة في طعامنا ومياهنا وأجسامنا.
قام باحثون في جامعة كاليفورنيا (UC) في سان دييغو بتطوير بوليمر نباتي – يسمى أيضًا البلاستيك الحيوي – من الطحالب، ووجدوا أن 97% منه يتحلل بيولوجيًا في مدافن النفايات على مدار 200 يوم.
وتمت مقارنة ذلك بـ 35 بالمائة فقط من البلاستيك التقليدي الذي يتحلل في نفس الإطار الزمني.
وكشف الفريق أيضًا أنهم دخلوا بالفعل في شراكة مع مجموعة هندسية لاستخدام البلاستيك الحيوي الذي يمكن أن يؤدي إلى إنتاج حافظات للهواتف المحمولة.
وكشف الباحثون أن 97% من البوليمرات النباتية، والتي تسمى TPU-FC1، قد تحللت بيولوجيًا بعد 200 يوم – مقارنة بمادة EVA وهي مواد بلاستيكية ذات أساس بترولي.
لقد طور الباحثون بديلاً للمواد البلاستيكية التي تنتج المواد البلاستيكية الدقيقة (في الصورة أعلاه). يستخدم الاكتشاف الجديد بوليمرات نباتية يمكن أن تتحلل بيولوجيًا في غضون ستة أشهر
والمواد البلاستيكية الدقيقة عبارة عن شظايا صغيرة من المنتجات البلاستيكية العادية الموجودة في الشرايين والرئتين والمشيمة والتي يمكن أن تستغرق ما بين 100 إلى 1000 عام لتتحلل.
وقال مايكل بوركارت، أستاذ الكيمياء والكيمياء الحيوية في جامعة كاليفورنيا في سان دييغو والمؤلف المشارك للدراسة: “لقد بدأنا للتو في فهم الآثار المترتبة على المواد البلاستيكية الدقيقة”.
“نحن نحاول العثور على بدائل للمواد الموجودة بالفعل والتأكد من أن هذه البدائل سوف تتحلل بيولوجيًا في نهاية عمرها الإنتاجي بدلاً من جمعها في البيئة.” هذا ليس بالأمر السهل.
اكتسبت المواد البلاستيكية الدقيقة الكثير من الاهتمام في الآونة الأخيرة بسبب انتشارها ووفرتها في حياتنا اليومية.
تم العثور على الجسيمات الصغيرة أيضًا في كل جزء من العالم تقريبًا، بدءًا من أعمق مكان على الكوكب، خندق ماريانا، وحتى قمة جبل إيفرست.
في عام 2016، شرع ثلاثة أساتذة من جامعة كاليفورنيا في سان دييغو في تحويل الطحالب إلى وقود، الأمر الذي تحول إلى مسعى لإنشاء أول حذاء قابل للتحلل الحيوي.
توجد المواد البلاستيكية النانوية في الشرايين والرئتين والمشيمة ويمكن أن تستغرق ما بين 100 إلى 1000 عام لتتحلل
تم تصنيع أول حذاء قابل للتحلل من زيت الطحالب الأحفورية في عام 2022
نجح الفريق في صنع بوليمر قائم على الطحالب، يسمى TPU-FC1، وأطلق أول نعال أحذية من مادة البولي يوريثين القابلة للتحلل والتي تم تصنيعها من زيت الطحالب الأحفورية في عام 2022.
يُصنع البلاستيك من البترول المشتق من الطحالب، مما يجعله الخيار الأفضل للمنتجات القابلة للتحلل في المستقبل.
بالنسبة لأحدث الأبحاث، قام الفريق بطحن البوليمرات النباتية إلى جزيئات دقيقة واستخدموا ثلاث أدوات قياس لاختبار ما إذا كانت الميكروبات الموجودة في السماد العضوي تقوم بتفكيك المادة.
واستخدموا أداة قياس التنفس التي تختبر كمية ثاني أكسيد الكربون (CO2) المنبعثة عندما تقوم بتكسير المادة، ووجدوا أنها مطابقة بنسبة 100 بالمائة لمعايير الصناعة الخاصة بالقابلية للتحلل البيولوجي.
معيار الصناعة لقابلية التحلل الحيوي هو أن المنتج يجب أن يتحلل بنسبة 90 بالمائة على الأقل في أقل من ستة أشهر.
بعد ذلك، قام الفريق بمقارنة المواد البلاستيكية الدقيقة القائمة على الطحالب مع المواد البلاستيكية الدقيقة القائمة على النفط باستخدام طريقة التعويم بالماء.
وبما أن المواد البلاستيكية تطفو، فيمكن إزالتها بسهولة من سطح الماء، وقد قام الباحثون بفحص كلا النوعين من البلاستيك بعد فترات تتراوح بين 90 و 200 يوم، ولكن في نهاية الاختبار، تم استرداد جميع المواد البلاستيكية الدقيقة ذات الأساس النفطي تقريبًا.
وفي الوقت نفسه، استعاد الباحثون 32% فقط من المواد البلاستيكية الدقيقة النباتية بعد 90 يومًا، و3% بعد 200 يوم، مما يعني أن 97% من مادة الاختبار قد تحللت بيولوجيًا.
وكانت الخطوة الأخيرة هي الكشف عن وجود المونومرات – الجزيئات الصغيرة التي تشكل البلاستيك – للتحقق من أن البوليمر قد تحلل مرة أخرى إلى المواد النباتية الأولية التي تم استخدامها لتصنيعه.
وقال ستيفن مايفيلد، المؤلف المشارك للورقة البحثية، وأستاذ كلية العلوم البيولوجية والمؤسس المشارك لشركة Algenesis: “هذه المادة هي أول مادة بلاستيكية أثبتت أنها لا تنتج مواد بلاستيكية دقيقة كما نستخدمها”.
“هذا أكثر من مجرد حل مستدام لدورة حياة المنتج النهائية ومدافن النفايات المزدحمة لدينا. هذا في الواقع بلاستيك لن يصيبنا بالمرض.
يمثل هذا الاكتشاف خطوة مهمة نحو القضاء على كمية المواد البلاستيكية الدقيقة السامة التي يمكن أن تسبب النوبات القلبية وبعض أنواع السرطان ومشاكل الخصوبة والخرف.
كما أعرب بعض الباحثين وخبراء الصحة العامة عن مخاوفهم من أن التعرض للمواد البلاستيكية الدقيقة يمكن أن يؤدي إلى ولادة الأطفال ناقصي الوزن.
وجدت الدراسات الحديثة أن متوسط لتر المياه المعبأة التي يتم شراؤها من المتاجر يحتوي على أكثر من 240 ألف قطعة من البلاستيك النانوي، في حين أن غالبية اللحوم والبدائل النباتية تحتوي على مواد بلاستيكية صغيرة مرتبطة بالسرطان.
وحذر العلماء من أن الانتقال إلى تصنيع المادة الجديدة سيستغرق بعض الوقت لأن معدات التصنيع الحالية تم تصنيعها فقط للبلاستيك التقليدي.
وقال بوركارت: “عندما بدأنا هذا العمل، قيل لنا أنه مستحيل”.
“الآن نرى واقعًا مختلفًا. هناك الكثير من العمل الذي يتعين القيام به، ولكننا نريد أن نمنح الناس الأمل. إنه ممكن.'