تجزیه بهتر پلاستیک با کمک شـــکر

محققان این دانشگاه در بیانیه‌ای مطبوعاتی گفتند بسیاری از پلاستیک‌هایی که به عنوان زیست تخریب‌پذیر طبقه‌بندی می‌شوند، فقط در شرایط صنعتی قابل تجزیه و تخریب هستند، اما دانشمندان دانشگاه باث اکنون راهی برای تجزیه پلاستیک‌ها تنها با استفاده از نور فرابنفش پیدا کرده‌اند.

در نتیجه افزایش نگرانی عمومی در مورد ضایعات پلاستیکی، پلی‌لاکتیک اسید(PLA) که با استفاده از اسید لاکتیک حاصل از تخمیر قندها ایجاد می‌شود، اکنون به طور گسترده به عنوان یک جایگزین تجدیدپذیر و پایدار برای پلاستیک‌های ایجاد شده از محصولات نفت خام از فنجان‌ها و کیسه‌های چای یکبار مصرف گرفته تا چاپ و بسته‌بندی سه‌بعدی استفاده می‌شود.

این موارد اغلب به عنوان زیست تخریب‌پذیر(biodegradable) نامگذاری می‌شود اما در محیط‌های طبیعی به عنوان مثال در خاک یا آب دریا، تجزیه‌پذیری محدودی دارد و تنها در شرایط کمپوست صنعتی با دما و رطوبت بالا تجزیه می‌شود و در دستگاه‌های کمپوست خانگی قابل تجزیه نیست.

 شکر کار را درست می‌کند

اکنون دانشمندان مرکز فناوری‌های پایدار و دایره‌ای(CSCT) در دانشگاه باث راهی ابداع کرده‌اند که می‌تواند این پلاستیک‌ها را در محیط طبیعی تجزیه‌پذیرتر کرد. محققان دریافتند که می‌توانند تجزیه‌پذیری پلاستیک را با ترکیب مقادیر مختلف مولکول قند در پلیمر تغییر دهند. آنها دریافتند که ترکیب سه درصد از واحدهای پلیمری قند در پلی‌لاکتیک اسید، به تخریب 40 درصدی پلاستیک ظرف شش ساعت پس از قرار گرفتن در معرض نور فرابنفش منجر می‌شود.

 سازگار با صنعت پلاستیک

نکته امیداورکننده در رابطه با این موضوع این است که این فناوری با فرآیندهای تولید پلاستیک موجود سازگار است و این به آن معنا است که بطور بالقوه می‌تواند به سرعت توسط صنعت پلاستیک مورد آزمایش و استفاده قرار گیرد.

محققان امیدوارند که یافته‌های آنها در آینده توسط صنعت پلاستیک برای کمک به تخریب‌پذیری زباله‌های پلاستیکی در پایان عمر محصول مورد استفاده قرار گیرد.

دکتر "آنتونی بوچارد"(Antoine Buchard)، پژوهشگر دانشگاه جامعه سلطنتی انگلیس و محقق حوزه شیمی پلیمر که این تحقیق را که توسط انجمن سلطنتی حمایت شده، رهبری کرده، گفت: بسیاری از پلاستیک‌ها به‌عنوان زیست تخریب‌پذیر برچسب‌گذاری می‌شوند، اما متاسفانه این موضوع تنها در صورتی صدق می‌کند که اگر آنها را در یک کمپوستر زباله(waste composter)صنعتی بریزید، بتواند سال‌ها دوام بیاورد.

 پلاستیک در همه محیط‌ها زیست تخریب پذیرتر است

بیشتر پلاستیک‌های پلی‌لاکتیک اسید از زنجیره‌های پلیمری بلندی تشکیل شده‌اند که تجزیه آن‌ها برای آب و آنزیم‌ها دشوار است. تحقیقات ما قندها را به زنجیره‌های پلیمری اضافه می‌کند و همه چیز را با پیوندهایی به هم متصل می‌کند که می‌توان با استفاده از نور فرابنفش آنها را شکست.

این امر پلاستیک را ضعیف می‌کند و آن را به زنجیره‌های پلیمری کوچک‌تری که نسبت به هیدرولیز حساس‌تر هستند، می‌شکند. این می‌تواند پلاستیک را در محیط طبیعی به عنوان مثال در اقیانوس یا در یک توده کمپوست، بسیار زیست تخریب پذیرتر کند.

پیش از این دانشمندان به افزایش تجزیه‌پذیری پلی‌لاکتیک اسید به آب(هیدرولیز) توجه کرده بودند، اما این اولین بار است که کسی به استفاده از نور می‌پردازد.

هیدرولیز(Hydrolysis) معمولا یک واکنش جدا شدن پیوندهای شیمیایی به واسطه اضافه کردن آب است. یک واکنش شیمیایی که در طی آن یک یا چند مولکول آب به یون‌های هیدروژن و هیدروکسیل شکسته می‌شود که این ممکن است باعث ادامه یافتن حضور آن در واکنش‌های دیگری شود.