طور باحثون من جامعة فليندرز في جنوب أستراليا بالتعاون مع علماء من كولومبيا بلاستيكا قابلا للتحلل باستخدام بروتينات الحليب، النشا، والطين النانوي، بهدف إنتاج مواد تغليف صديقة للبيئة تقلل من المخاطر الصحية والبيئية المرتبطة بالبلاستيك التقليدي.

مزيج المواد الطبيعية لصنع بلاستيك متين وقابل للتحلل

في دراسة حديثة نشرت في مجلة Polymers، وصف الباحثون صنع فيلم رفيع قابل للتحلل من كازينات الكالسيوم، وهو بروتين رئيسي موجود في الحليب، ممزوجا مع نشا معدل وطين نانوي من البنتونيت. أُضيف أيضا الجليسرول والبولي فينيل الكحول لتعزيز قوة المادة ومرونتها.

أظهرت الاختبارات أن المادة تتحلل تدريجيا، ومن المتوقع أن تتفتت بالكامل خلال نحو 13 أسبوعا عند وضعها في التربة الطبيعية.

مزايا بيئية وصحية

أظهرت الاختبارات أيضا انخفاض السمية، حيث بقيت مستويات الكائنات الدقيقة ضمن الحدود المقبولة للأفلام القابلة للتحلل التي لا تهدف لأن تكون مضادة للبكتيريا.

قال البروفيسور يو هونغ تانغ، باحث المواد النانوية في جامعة فليندرز:

"نوصي بإجراء مزيد من الدراسات لتقييم الخصائص المضادة للبكتيريا خلال مراحل التطوير القادمة، إذ أن إيجاد حلول مستدامة لتغليف الطعام وغيرها من الاستخدامات البلاستيكية أحادي الاستخدام خطوة مهمة للحد من التلوث المتزايد."

تعاون دولي وابتكار المواد

شارك في البحث الباحث نيكولاي إستيفن غوميز ميسا والبروفيسورة أليس يوفانا باتاكويفا-ماتيوس من جامعة بوغوتا جيرج تاديو لوزانو في كولومبيا، حيث جربوا بوليمرات جديدة في مجموعة البحث حول الهندسة النانوية الحيوية.

قال غوميز:

"بدأنا باستخدام الكازينات لصنع ألياف نانوية من الحليب، ولاحظنا إمكانية استخدامها لإنتاج بوليمرات تشبه مواد التغليف الشائعة. ثم أضفنا مكونات طبيعية متوفرة مثل النشا، ودمجنا الطين النانوي لتعزيز قوة الفيلم وخصائصه الحاجزة."

وأضافت البروفيسورة باتاكويفا-ماتيوس:

"يمكن للجميع المشاركة في تقليل استخدام البلاستيك، والبحث عن بدائل بوليمرية قابلة للتحلل خطوة مهمة للعلم لدعم الصناعة والمستهلكين والبيئة. معظم البلاستيك أحادي الاستخدام يأتي من تغليف الطعام، لذا يجب استكشاف هذه الخيارات والانضمام إلى ثورة الاقتصاد الدائري للحفاظ على الموارد."

أرقام تحذر من استهلاك البلاستيك

بالرغم من إمكانية إعادة استخدام بعض أنواع البلاستيك، فإن القليل فقط يُعاد تدويره. يُقدر أن 60% من البلاستيك أحادي الاستخدام، وتُعاد تدوير 10% فقط، وفقًا لدراسة نشرت في مجلة Nature. وقد ارتفع إنتاج البلاستيك عالميًا من 2 مليون طن في 1950 إلى 475 مليون طن في 2022، أي ما يعادل وزن 250 مليون سيارة.