شكل جديد من إعادة التدوير: إنشاء مواد تدمر نفسها بنفسها

المحتوى

• مصنوعة المواد الاصطناعية إلى آخر
• مواد التدمير الذاتي
• دورة حياة المواد المدمرة ذاتيا
• استخدامات المواد المدمرة الذاتية
• التطبيقات الطبية
• مواد من صنع الإنسان والصحة البيئية
• ما كل ذلك يعني

تمثل النفايات البلاستيكية والهواتف المحمولة وغيرها من المواد غير القابلة للتحلل ملايين الأطنان من النفايات التي يتم إلقاؤها كل يوم. لكن الباحثين في الجامعة التقنية في ميونيخ وجامعة ستانفورد وإدارات البحث والتطوير في جميع أنحاء العالم قد وجدوا طرقًا لإنشاء مواد تدمر نفسها ، وفقًا لخطة إعادة التدوير الطبيعية.

مصنوعة المواد الاصطناعية إلى آخر

أصبح الوقود الأحفوري والنفط أساسًا للمنتجات التي تشمل المواد البلاستيكية والإلكترونية والأقمشة وأكثر من ذلك ، وعادة لا تتحلل مثل المواد المصنوعة من الموارد الطبيعية القائمة على الأرض مثل الأشجار والنباتات. على الرغم من أن البترول تم إنشاؤه من خلال التحلل الحيوي للديناصورات ، عندما بدأ المصنعون في استخدام البترول لتصنيع البلاستيك وغيرها من المنتجات ، فقد انتهى بهم الأمر إلى إنتاج سلع غير قابلة للتدمير.

يتحول المكون الرئيسي المشتق من المنتجات البترولية ، البروبيلين ، إلى مادة البولي بروبيلين أثناء عملية التصنيع. تعمل الحرارة والعوامل الحفازة المطبقة أثناء عملية الإنتاج على إنشاء سلاسل من البولي بروبيلين القائم على الكربون والتي تشكل روابط غير قابلة للتدمير فعليًا ، وهو أمر لا يمكن أن تتحلل فيه عملية إعادة التدوير الطبيعية للأرض.

استغرقت الطبيعة مليارات الدولارات لتطوير كائنات حية تحطّم المادة العضوية ، وهو أمر لم يحدث حتى وقت قريب في المنتجات التي صنعها الإنسان المصنوعة من النفط.

مواد التدمير الذاتي

نظرًا لأن معظم المواد التي يصنعها الإنسان عادة ما تكون مستقرة ولا تتبادل الجزيئات مع بيئتها ، فهي غير قابلة للتدمير بشكل أساسي. في الطبيعة ، ليست المادة العضوية في حالة توازن وستبدأ في التدهور دون مدخلات من المصادر التي تساعد على إعادة بناء الهياكل الخلوية.

دورة حياة المواد المدمرة ذاتيا

لقد أخذ الباحثون في الجامعة التقنية بميونيخ طرقًا لصنع المواد التي تعمل على التدمير الذاتي. عندما تفتقر هذه المنتجات إلى مصادر الطاقة ، مثل أدينوسين ثلاثي الفوسفات - وهو أنزيم يستخدمه الجسم البشري لتحويل الجلوكوز من الدهون والكربوهيدرات والبروتينات إلى طاقة - تبدأ هذه المواد الجديدة المدمرة ذاتيًا في الانهيار ، بنفس الطريقة التي تتحلل بها الطبيعة العضوية شيء. بدون مصدر الطاقة ، كما هو الحال في الطبيعة ، تبدأ هذه المواد من صنع الإنسان بالموت.

استخدامات المواد المدمرة الذاتية

طور العلماء في جامعة ستانفورد خشبًا مصنوعًا من مواد بلاستيكية قابلة للتحلل. يمكن للمواد البلاستيكية القابلة للتحلل الحيوي أن تحل محل المواد البلاستيكية غير القابلة للتدمير ، ويمكن استخدام الخشب في صناعة مواد البناء ، والالكترونيات القابلة للتحلل ، وحتى الزجاجات البلاستيكية التي تنهار. تقريبا أي منتج مصنوع من مكونات غير قابلة للتدمير يمكن صنعه من هذه المواد الجديدة.

التطبيقات الطبية

من خلال جعل المواد التي تدمر نفسها بنفسها أو تنقسم إلى لبناتها الأصلية ، يفترض المهندسون والباحثون أنهم قادرون على وضع أطر لإيصال الأدوية ومراسيم زرع الأعضاء. طور الباحثون في جامعة كاليفورنيا في لوس أنجلوس أيضًا هيدروجيلًا يُنشئ سقالة للسماح للجروح بالشفاء والأنسجة تتجدد مع التحلل الحيوي للهيكل. يعزز هيدروجيل التجديد السريع الذي يسمح للجروح وترقيع الجلد ، من بين استخدامات طبية أخرى ، بالشفاء بشكل أسرع.

مواد من صنع الإنسان والصحة البيئية

الصحيفة على الإنترنت ، الحارس، ذكر مقال في يناير 2017 أن "الاستهلاك السنوي للزجاجات البلاستيكية من المقرر أن يتجاوز نصف تريليون بحلول عام 2021 ، وهو ما يفوق بكثير جهود إعادة التدوير ويعرض المحيطات وخطوط السواحل والبيئات الأخرى للخطر". مدعيا أن إدمان البلاستيك في العالم أكثر خطورة من تغير المناخ ، المواد البلاستيكية لها تأثير سلبي على كل من الأرض وصحة المحيطات البيئية. كما ذكر المقال أن مليون زجاجة بلاستيكية يتم شراؤها كل دقيقة ، مما يتجه نحو هذه الأزمة البيئية. ومما يزيد المشكلة ، هو أن نصف إجمالي البلاستيك الذي تم شراؤه لم تتم إعادة تدويره.

ما كل ذلك يعني

يمكن للمواد التي تدمر نفسها بنفسها أن تبدأ في التخفيف من الأزمة البيئية المتفاقمة التي تهدد بتجاوز محيطاتنا ومدافن النفايات. من خلال تطوير المنتجات التي تتحلل ذاتيا ، لن تؤثر المواد البلاستيكية والمواد الكيميائية الخطرة على المحيط الحيوي للأرض. من خلال عدم إضافة مشكلة التلوث الموجودة بالفعل ، قد يكون العلماء قادرين على تطوير طرق أقل تكلفة لجمع وإعادة تدوير المواد البلاستيكية القائمة على النفط إلى استخدامات أخرى. على المدى الطويل ، تبدأ وسائل التخلص من مشاكل البلاستيك وغيرها من التلوث بإعادة التدوير في المنزل والعمل والمدرسة.