ترکیب گیاهان و خرچنگ برای ساخت پلاستیک

طبق گفته پژوهشگران آمریکایی، یک ماده سازگار با محیط‌زیست ساخته‌شده از پوسته خرچنگ و سلولز درخت می‌تواند جایگزین مواد اولیه وسایل بسته‌بندی مواد غذایی شود. این ماده از اسپری لایه‌های متناوب چیتین (chitin) پوسته خرچنگ و سلولز درخت روی سطح ساخته‌شده است. این ماده همانند پلاستیک سرد شده، سفت و محکم بوده و درعین‌حال قابل‌انعطاف و شفاف است.

نانو فیبرهای چیتین، نانو کریستال‌های سلولز را تکمیل می‌کنند. نانو فیبرهای چیتین به‌طور مثبت شارژ شده و نانو کریستال‌های سلولز به‌طور منفی شارژ می‌شوند. آن‌ها به‌خوبی در لایه‌های تناوبی پوشش‌ها عمل می‌کنند زیرا یک رابط خوب محسوب می‌شوند.

الیاف سلولز پلی ساکارید های پیچیده (complex polysaccharides)، مولکول‌های قندی قابل جدا شدن هستند که ساختار گیاهی را حمایت می‌کنند. آن‌ها بیشترین فراورده‌های زیست‌محیطی طبیعی به‌حساب می‌آیند. چیتین در حلزون‌های صدف دار، حشرات و قارچ‌ها پیدا می‌شود که آن را به منبعی فراوان و در دسترس تبدیل می‌کند.

محققان این پروژه تحقیقاتی به سرپرستی جی کارسون مردیت (J. Carson Meredith) از موسسه فن‌آوری جورجیای ایالات‌متحده آمریکا به بررسی این مسئله پرداختند که آیا سلولز به‌طور بالقوه قابلیت ساخت پلاستیک تجزیه‌پذیر را دارند یا نه.  آن‌ها طی مطالعات خود دریافتند که نانو فیبرهای چیتین، نانو کریستال‌های سلولز را تکمیل می‌کنند.

مردیت در توضیحاتش اظهار داشت: « نانو فیبرهای چیتین، نانو کریستال‌های سلولز را تکمیل می‌کنند. نانو فیبرهای چیتین به‌طور مثبت شارژ شده و نانو کریستال‌های سلولز به‌طور منفی شارژ می‌شوند. آن‌ها به‌خوبی در لایه‌های تناوبی پوشش‌ها عمل می‌کنند زیرا یک رابط خوب محسوب می‌شوند.»

این گروه تحقیقاتی، سلولز و نانو فیبرهای چیتین را پیش از اینکه به سطح اسپری کنند و مواد را بسازند، در آب معلق کردند. ساختار بلوره‌ای این ماده سخت‌تر از پلاستیک ساخته‌شده از مواد نفتی پلی‌اتیلن ترفتالات در مولکول‌های گاز نفوذ می‌کنند.

مردیت در ادامه سخنانش گفت: «ماده‌ای که ما ساخته‌ایم بیش از 67 درصد اکسیژن قابل‌نفوذ در مواد نفتی پلی‌اتیلن ترفتالات را کاهش می‌دهد. به این معنا که با استفاده از این ماده مواد غذایی نگهداری شده در آن برای مدت طولانی‌تری تازه خواهد ماند.»

همه‌ساله در سطح جهانی بیش از 322 میلیون تن پلاستیک تولید می‌شود که مقداری از آن‌ها وارد اقیانوس‌ها و دریاها شده و به‌شدت زندگی موجودات دریای و آبزیان را به خطر می‌اندازد. جایگزینی مواد پلاستیکی تجدید پذیر با مواد پلاستیکی غیرقابل تجزیه می‌تواند این مشکل بزرگ را در سطح جهانی حل کند. لازم به ذکر است که محققان این گروه پژوهشی در نظر دارند تا تحقیقات خود را ادامه داده و در آینده نقایص این مواد تجدید پذیر را برطرف سازند  و آن را به تولید انبوه برسانند.

شرح کامل این تحقیقات و نتایج حاصل از آن در آخرین شماره مجله شیمی پایدار و مهندسی ACS (ACS Sustainable Chemistry and Engineering) به چاپ رسیده و قابل‌دسترس است.

ترجمه: فاطمه کردی

منبع: cosmosmagazine

No tags for this post.