ابتكار "بلاستيك حي" يحتوي على جراثيم تمكنه من التحلل
تاريخ النشر: 4th, May 2024 GMT
يستغرق البلاستيك عشرات، وأحيانا مئات السنين ليتحلل، ما يتسبب في تلويث هذا النوع من النفايات للأرض والمحيطات.
ولهذا السبب يعمل العلماء في جميع أنحاء العالم باستمرار على تطوير تقنيات لتكسير البلاستيك بأكثر الطرق فعالية.
إقرأ المزيد
ومع أخذ ذلك في الاعتبار، قام فريق من العلماء بقيادة جامعة كاليفورنيا في سان دييغو بتطوير بلاستيك قابل للتحلل مملوء بالجراثيم البكتيرية وكريات البولي يوريثين البلاستيكية الحرارية.
ونجح الفريق بقيادة كلية جاكوبس للهندسة ومركز أبحاث علوم وهندسة المواد (MRSEC) بجامعة سان دييغو في تصميم "بلاستيك حي" يمكن تحويله إلى سماد.
هذا "البلاستيك الحي"، وفقا للدراسة، هو شكل قابل للتحلل من مادة البولي يوريثين الحراري (TPU)، وهو نوع من البلاستيك التجاري متين يستخدم في صناعة الأحذية والحصير (السجاد) والوسائد والإسفنج.
وتم تصنيع المادة القابلة للتحلل الحيوي عن طريق ملئها بأبواغ بكتيرية من سلالة Bacillus subtilis التي لديها القدرة على تحلل المواد البوليمرية البلاستيكية.
وهذه البكتيريا، المنتشرة جدا في التربة، لها خاصية الإنبات والتحلل عندما تتعرض للعناصر الغذائية الموجودة في السماد في نهاية دورة حياتها.
This biodegradable "living plastic" is filled with bacterial spores that, when put in compost, wake up and break down the material when it's no longer needed. https://t.co/nKlw9ojtqw@pokorski_lab@FeistLab@NANO_UCSD@ucsdbe@UCSanDiego@NatureComms@ENERGY@NSFpic.twitter.com/2qCf6KdDLi
— UCSD Engineering (@UCSDJacobs) April 30, 2024وقال جون بوكورسكي، أستاذ هندسة النانو، والمؤلف الرئيسي المشارك للدراسة التي نشرت في مجلة Nature Communications: "إنها خاصية متأصلة في هذه البكتيريا. لقد أخذنا بعض السلالات وقمنا بتقييم قدرتها على استخدام مادة البولي يوريثين الحراري كمصدر وحيد للكربون، ثم اخترنا السلالة التي نمت بشكل أفضل".
إقرأ المزيدواستخدم الباحثون نوعا خاملا من البكتيريا، بسبب مقاومتها للظروف البيئية القاسية لأنها تمتلك درعا واقيا. وقاموا بهندستها لتكون شديدة المرونة في مواجهة درجات الحرارة.
ولصنع البلاستيك الجديد القابل للتحلل الحيوي، أدخل العلماء جراثيم وحبيبات البولي يوريثين الملدن بالحرارة في آلة ضغط، حيث تم خلط كلا المكونين وصهرهما عند درجة حرارة 135 درجة مئوية. ثم قاموا بصنع شرائط بلاستيكية كما يحدث عادة.
وبعد ذلك، تم تقييم قابلية التحلل الحيوي للمادة الناتجة وتم الكشف عن أن الماء والمواد المغذية الأخرى الموجودة في السماد أدت إلى إنبات الجراثيم داخل البلاستيك، والتي تحللت بيولوجيا بنسبة 90% بعد 5 أشهر في السماد، في ظل ظروف مثالية تبلغ 37 درجة مئوية مع رطوبة تتراوح بين 44 إلى 55%.
واكتشف العلماء أيضا ميزة أخرى لهذه المادة، وهي أن البلاستيك المصنوع من Bacillus subtilis أقوى بنسبة 37% وأقل عرضة للكسر بنسبة 30% مقارنة بالبولي يوريثين الحراري التقليدي.
وبهذه الطريقة، تعمل الجراثيم البكتيرية على المادة بمثابة "حشو" معزز.
نشرت الدراسة مفصلة في مجلة Nature Communications.
المصدر: Interesting Engineering
المصدر: RT Arabic
كلمات دلالية: اختراعات الجراثيم معلومات عامة معلومات علمية نفايات بلاستيكية
إقرأ أيضاً:
هل شاهدت أقدم صخور على وجه الأرض من قبل؟ «صور»
سلط العلماء الضوء على أقدم صخور على وجه الأرض في كندا، حيث يُعرف حزام نوفواجيتوك للحجر الأخضر منذ زمن طويل بصخوره القديمة - وهي سهول من الحجر الرمادي المخطط على الشاطئ الشرقي لخليج هدسون في كيبيك. لكن الباحثين يختلفون حول عمرها الدقيق.
وأشارت دراسات أجريت قبل عقدين من الزمن إلى أن عمر الصخور قد يبلغ 4.3 مليار سنة، مما يجعلها من أقدم فترات تاريخ الأرض، لكن علماء آخرين يستخدمون طريقة تأريخ مختلفة طعنوا في هذه النتيجة، بحجة أن الملوثات القديمة تُشوّه عمر الصخور، وأنها في الواقع أصغر سنًا بقليل، إذ يبلغ عمرها 3.8 مليار سنة.
في الدراسة الجديدة، أخذ الباحثون عينات من جزء مختلف من الصخور من الحزام، وقدّروا عمره باستخدام طريقتي التأريخ السابقتين - بقياس كيفية تحلل عنصر مشع إلى آخر بمرور الوقت. والنتيجة: كان عمر الصخور حوالي 4.16 مليار سنة.
قال جوناثان أونيل، مؤلف الدراسة من جامعة أوتاوا، إن الطرق المختلفة "أعطت نفس العمر تمامًا".
كيف تشكلت الأرض؟تشكلت الأرض منذ حوالي 4.5 مليار سنة من سحابة منهارة من الغبار والغاز بعد وقت قصير من وجود النظام الشمسي. غالبًا ما تذوب الصخور البدائية وتعيد تدويرها بواسطة الصفائح التكتونية المتحركة للأرض، مما يجعلها نادرة للغاية على السطح اليوم. اكتشف العلماء صخورًا عمرها 4 مليارات سنة من تكوين آخر في كندا يُسمى مجمع أكاستا نايس، ولكن قد تكون صخور نوفواجيتوك أقدم من ذلك.
يمكن أن تُعطي دراسة الصخور من أقدم تاريخ الأرض لمحة عن شكل الكوكب - كيف أفسحت محيطات الصهارة المتلاطمة الطريق للصفائح التكتونية - وحتى كيف بدأت الحياة.
من جهته، قال مارك ريجان من جامعة أيوا، الذي يدرس الصخور البركانية والحمم البركانية ولم يشارك في الدراسة الجديدة: "إن الحصول على عينة مما كان يحدث على الأرض في ذلك الوقت أمر قيّم حقًا".
تقع هذه التكوينات الصخرية على أراضي قبيلة الإنويت، وقد منع مجتمع الإنويت المحلي العلماء مؤقتًا من أخذ عينات من الموقع بسبب الأضرار التي لحقت به نتيجة زيارات سابقة.
وصرح تومي باليسر، الذي يدير شركة بيتوفيك للأراضي، بأنه بعد زيارة بعض الجيولوجيين للموقع، فُقدت قطع كبيرة من الصخور، ولاحظ المجتمع قطعًا معروضة للبيع عبر الإنترنت. ويرغب مجتمع الإنويت في التعاون مع العلماء لإنشاء حديقة إقليمية تحمي الأرض وتتيح للباحثين دراستها.
اقرأ أيضاًوزنه 40 طنًا.. «علماء حفريات» يكشفون عن أقدم عملاق على الأرض
علمتني الحياة
وداع المدير القطري لصندوق الأمم المتحدة للسكان واشادة بدوره في دعم صحة الأمهات والأطفال