محققان “دانشگاه اَکرِن”(University of Akron) آمریکا در مطالعه اخیرشان با کمک “مسعود رضوی”(Masoud Razavi) محقق ایرانی موفق به توسعه بیو پلاستیک جدید با دوامی شده‌اند که می‌تواند مایعات در حال جوش را در خود نگه دارد.

به گزارش ایسنا و به نقل از نیواطلس، ساخت مواد پلاستیکی از زیست توده به جای نفت خام و گاز طبیعی، مزایای زیست محیطی زیادی را به همراه دارد اما این “بیوپلاستیک‌ها”(Bioplastics) در چند زمینه اصلی عملکرد چندان بالایی ندارند. بیوپلاستیک‌ها مواد پلاستیکی هستند که از منابع زیست‌توده تجدیدپذیر، مانند روغن‌ها و چربی‌های گیاهی، نشاسته ذرت، کاه، خرده چوب، خاک اره، ضایعات مواد غذایی بازیافت شده و غیره تولید می‌شوند.

دانشمندان دانشگاه اکرن راهی برای حل این مشکل یافته‌اند و مهندسان این دانشگاه فرم جدیدی از “پلاستیک اسید پلی‌لاکتیک”(PLA plastic) که می‌تواند برای مایعات در حال جوش استفاده شود، توسعه داده‌اند.

استحکام و انعطاف پذیری برتر، دو مورد از فواید پلاستیک‌های معمولی نسبت به پلاستیک‌های ساخته شده از زیست توده است، همچنین پلاستیک‌های معمولی در معرض دمای بالا مستحکم هستند.

سایت نیو اطلس نوشت: اخیراً ما مطالعه یک گروه از دانشمندان ژاپنی را منتشر کردیم چرا که آنها موفق شده بودند از مواد طبیعی به عنوان عناصر سازنده برای ایجاد پلاستیکی با بالاترین مقاومت در برابر حرارت ثبت شده استفاده کنند و حال محققان دانشگاه اکرن با انجام تحقیقی دیگر نشان داده‌اند که این بیوپلاستیک‌ها چه کاربردهای دیگری دارند.

محققان دانشگاه آکرن در این مطالعه بر روی فرم متداول بیوپلاستیک به نام اسید پلی‌لاکتیک(PLA) متمرکز شده بودند چرا که تولید آن ارزان است و برای مواردی مانند بسته بندی مواد غذایی و بطری‌ها و ظروف پلاستیکی گزینه مناسبی است. اما هنگامیکه اسید پلی‌لاکتیک در مقابل دمای بالا قرار بالا می‌گیرد با مشکل مواجه می‌شود.

دکتر “رامانی نارایان”(Ramani Narayan)استاد برجسته دانشگاه ایالتی میشیگان که نویسنده این مطالعه نیست اما مطالعات وی در حوزه توسعه بیو پلاستیک است، گفت: اسید پلی‌لاکتیک بهترین ماده مبتنی بر زیست پایه است و در کل یک پلیمر کاملاً قابل کمپوست در جهان است اما اسید پلی‌لاکتیک دارای مقاومت کم و دمای خمش گرمایی(heat distortion) کمی است.

اسید پلی‌لاکتیک نرم است و از نظر ساختاری در مقابل دمای ۱۴۰ درجه فارنهایت(۶۰ درجه سانتیگراد) فرو می‌ریزد و از بین می‌رود که این موضوع باعث می‌شود نتوان از آن در ظروف یکبار مصرف و برخی بسته بندی مواد غذایی که نیاز به گرم کردن دارند استفاده کرد. محققان دانشگاه آکرن به سرپرستی دکتر “شی-چینگ وانگ”(Shi-Qing Wang) با تجسم مجدد ساختار پیچیده پلاستیک‌های اسید پلی‌لاکتیک راهی برای حل این مشکل یافته‌اند.

دکتر وانگ ساختار این پلاستیک را به ساختار یک دسته ماکارونی تشبیه کرده که دارای ساختار مولکولی زنجیر مانند است. استحکام پلاستیک به میزان درهم آمیختگی این رشته ساختارها گره خورده است. دانشمندان موفق شدند با بررسی روش شکل‌گیری بلورها و اندازه آنها، یک “شبکه زنجیره‌ای”(chain network) کاملاً در هم آمیخته از این رشته‌ها ایجاد کنند که به افراد امکان می‌دهد تقریباً یک کاسه پر از آنها را با استفاده از یک جفت چوب غذاخوری(chopsticks) جمع آوری کنند.

نتیجه استفاده این تکنیک توسعه یک پلاستیک اسید پلی‌لاکتیک محکم، شفاف و مقاوم در برابر گرما بود. نمونه اولیه پلاستیک اسید پلی‌لاکتیک به شکل یک فنجان در آمده است که می‌تواند بدون اینکه تخریب شود و یا مات و منقبض شود با آب جوش پر شود. به گفته محققان مطالعه از چنین فنجانی می‌توان به عنوان گزینه‌های سازگار با محیط زیست برای سرو چای گرم و قهوه استفاده کرد.

در حالی که بیو پلاستیک‌ها سریع‌تر تخریب می‌شوند و انرژی کمتری برای تولید آنها مورد نیاز است و ردپای کربن کمتری نسبت به پلاستیک‌های توسعه داده شده بر پایه نفتی دارند، اما هنوز این بیوپلاستیک‌ها دارای نواقصی هستند که این نقص‌ها شامل ایمنی بودن آن است زیرا در یکی از مطالعاتی که اخیراً انجام شده، محققان گفته‌اند بیو پلاستیک‌ها به اندازه پلاستیک معمولی حاوی مواد سمی هستند.

در هر صورت، مشکل ما با آلودگی پلاستیک به این زودی‌ها برطرف نمی‌شود بنابراین داشتن گزینه‌های بیشتر روی میز سازگار با محیط زیست برای استفاده از آنها در محصولات می‌تواند ارزشمند باشد. محققان این گروه پتنتی را برای فناوری خود ثبت کرده‌اند.

یافته‌های این مطالعه در مجله “Macromolecules” منتشر شده است.

انتهای پیام