تولید پلاستیک از جنس طبیعت

پوسته میگو

هر سال میلیون‌ها تن زباله پلاستیکی در جهان تولید می‌شود که فقط 7 درصد این حجم زباله بازیافت می‌شود. حجم زیادی از این زباله‌ها وارد اقیانوس‌ها می‌شود و به طور میانگین ماهی‌ها هر سال 24 هزار تن پلاستیک می‌بلعند. کاهش مصرف مواد پلاستیکی و فرهنگسازی برای نریختن زباله‌ها در طبیعت از جمله راهکارهای جلوگیری از تخریب طبیعت و سایر موجودات زنده است. با این حال دانشمندان و محققان همواره به دنبال راه‌هایی برای تولید موادی هستند که بسادگی به طبیعت بازگردد و آسیب زیادی به محیط زندگی انسان و دیگر موجودات زنده وارد نکند. در همین خصوص محققان دانشگاه هاروارد تصمیم به استفاده از مواد ارگانیک و فراوان سطح زمین برای ساخت موادی شبیه پلاستیک گرفته‌اند. پلاستیک‌های زیستی کامپوزیتی از ماده‌ای به نام کیتوزان (Chitosan) ساخته شده است که از کیتین موجود در پوسته میگو، سلول‌های قارچی و بال‌های پروانه گرفته می‌شود. استفاده از این مواد، هم قیمت تمام شده ارزان‌تری دارد و هم به آسانی می‌تواند در ساخت مواد تجزیه‌پذیر مثل جعبه تخم مرغ، کیسه زباله، انواع پوشک‌ها و قطعات پلاستیکی بسته‌بندی استفاده شود.

اولین نمونه پلاستیک ارگانیک از پوسته میگو ساخته شده و محصول نهایی شفاف و خیلی شبیه به پلاستیک‌های معمولی است. در عین حال این پلاستیک ویژگی استحکام و انعطاف‌پذیری را از پوسته میگو گرفته است. از طرفی سلول‌های پوسته میگو غنی از مواد مغذی است که وقتی تجزیه می‌شود نیز برای خاک مفید بوده و ممکن است حتی جوانه بزند.

تار عنکبوت

یکی از ویژگی‌های شگفت‌انگیز تار عنکبوت، استحکام بسیار زیاد تارهای نازک است. این تارها ویژگی بالقوه تبدیل به مواد پلیمری را دارد. محاسبات نظری نشان می‌دهد رشته‌ای از تارهای عنکبوت که به اندازه قطر یک مداد پهنا داشته باشد، می‌تواند یک هواپیمای بوئینگ 747 با وزن 380 تن را بدون آن که پاره شود، نگه دارد.

تار عنکبوت در حالت طبیعی رنگی روشن و براق و حالت الاستیک دارد. این ماده تجزیه‌پذیر طبیعی و پایدار می‌تواند جایگزین مطمئنی برای مصنوعات پلاستیکی مثل نایلون یا پلی‌استر باشد. محققان بعد از سال‌ها تحقیق و آزمایش روی این ماده طبیعی، موفق شدند ابریشم مصنوعی در حجم زیاد برای استفاده تجاری تولید کنند. یکی از محصولاتی که از این ماده اولیه ساخته شد، پارچه‌های پلاستیکی مقاوم برای تولید کفش است. کفشی که با این نوع پلاستیک ساخته می‌شود در عین حفظ استقامت، 15درصد سبک‌تر از کفش‌های عادی است و بخصوص ورزشکاران از آن بشدت استقبال می‌کنند.

پوست تخم‌مرغ

محققان دانشگاه لستر انگلستان پروژه‌ای عجیب طراحی کرده و با استفاده از پوسته تخم‌مرغ پلیمرهای جعبه نگهداری تخم‌مرغ را تهیه کرده‌اند. پلیمر ساخته شده از پوسته تخم‌مرغ استحکام کمی دارد، اما بسیار انعطاف‌پذیر است و به آسانی شکل‌های مختلف به خود می‌گیرد. معمولا برای ساخت پلیمری از جنس پوسته تخم‌مرغ، پوسته را پودر می‌کنند تا سطح تماس بیشتری به وجود آید. کربنات کلسیم که در پوسته تخم‌مرغ فراوان است، به آمیختگی بهتر پلیمر کمک می‌کند و همزمان آن را قابل انعطاف می‌سازد.

در نهایت هنگامی که پلاستیک تهیه شده از پوسته تخم‌مرغ دفن می‌شود، برای خاک بسیار مفید است و میزان اسیدی بودن خاک را کاهش می‌دهد. همچنین کربنات کلسیم برای رشد گیاهانی مثل گوجه‌فرنگی بسیار مفید است که نیاز به مواد مغذی خاک برای رشد دارند. محققان جوان این دانشگاه ادعا می‌کنند که کربنات کلسیم موجود در پوست تخم‌مرغ حتی به عنوان کامپوزیت دندان نیز ماده مناسبی است.

پوسته صدف

پلاستیکی که از مواد اولیه پوسته صدف تشکیل شده باشد، می‌تواند ماده قابل اعتمادی برای حفاظت مقابل آتش باشد. پوسته شفاف صدف، ماده مناسبی برای ساخت ترموپلاستیک‌های قابل تجزیه است. پوسته صدف منبع منحصربه‌فرد ماده معدنی ضدحرارتی است که ضرری برای محیط زیست ندارد و هنگام بازیافت نیز زباله کمتری از آن روی زمین باقی می‌ماند. از طرف دیگر مواد بازدارنده آتش معمولا هنگام بازیافت مواد سمی از خود ساطع می‌کنند، اما پوسته صدف کاملا طبیعی است و بدون دردسر به طبیعت باز می‌گردد.

میزان کربنات کلسیم موجود در پوسته صدف به قدری است که برای تولید مواد پلیمری انتخاب مناسبی بین سایر مواد طبیعی است. کامپوزیت‌های ضدحرارت پلی پروپیلن رایج‌ترین نمونه پلیمری است که از پوسته صدف ساخته می‌شود.

نشاسته سیب‌زمینی

سیب زمینی ماده‌ای سرشار از نشاسته و پر از ساختارهای پلیمری است. بنابراین می‌توان به طور مستقیم از سیب‌زمینی نوعی پلاستیک تولید کرد. تهیه پلاستیک از نشاسته موجود در سیب‌زمینی پروژه‌ای ساده است که بسیاری از دانش‌آموزان نیز در قالب یک آزمایش علمی آن را آزمایش می‌کنند. تقریبا 95درصد سیب‌زمینی از نشاسته تشکیل شده است. اگر سیب‌زمینی بدون پوست داخل مخلوط‌کن به طور کامل مخلوط و ماده باقیمانده آبگیری شود، چیزی که باقی می‌ماند و مقابل نور خورشید خشک می‌شود، شبیه ماده‌ای مومی شکل است. این ماده را می‌توان به رنگ و شکل دلخواه در آورد و درمواردی از آن استفاده کرد که نیاز به ماده‌ای انعطاف‌پذیر با خاصیت کششی است. ساخت انواع ظروف و کیسه‌های پلاستیکی از جمله موارد استفاده این نوع پلاستیک است.

این پلاستیک نشاسته‌ای پس از آن که تبدیل به زباله شد، به آسانی در عرض چند روز تجزیه می‌شود و حتی می‌توان آن را دوباره به‌شکل دیگری در آورد. همچنین ساخت پلاستیک به این روش به‌علت طرز تهیه ساده آن می‌تواند آموزش خوبی به دانش‌آموزان برای استفاده از مواد دوستدار محیط زیست در زندگی روزمره باشد.