ابتكار “بلاستيك حي” تحتوي 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.
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 @NSF pic.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”.
واستخدم 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: شمسان بوست
إقرأ أيضاً:
مع تزايد معدلات السرطان لدى فئة الشباب... كيف يمكن أن تحموا أنفسكم؟
أمرٌ مقلق فعلاً ولكنّه حقيقة: تزايد معدلات السرطان بين الشباب البالغين. كاختصاصية تغذية في مجال الصحّة العامة، مهمّتي هي التعمق في العوامل الأقل وضوحاً ولكنّها حاسمة في وجود هذا الاتجاه المقلق. فبالإضافة إلى الأسباب المعروفة جيداً مثل النظام الغذائي السيء ونمط الحياة السلبي والسموم البيئية، هناك عوامل أخرى مهمة ولكن غير معترف بها تلعب دوراً في زيادة معدلات السرطان بين الشباب، وتشمل:
- عدم التوازن في البكتيريا المعوية: تلعب صحة الأمعاء دوراً أساسياً في الحفاظ على صحّتنا بشكل عام، بما في ذلك الوقاية من السرطان. ويمكن أن يؤدي عدم التوازن في البكتيريا المعوية إلى التهاب مزمن، وهو سابق للسرطان. وهنا نشير الى أنّ الأبحاث الحديثة تلفت إلى أنّ وجود توازن جيد في البكتيريا المعوية ضروري للحفاظ على وظيفة المناعة والوقاية من الأورام.
- التهاب مزمن بدرجة منخفضة: غالباً ما يمرّ الالتهاب المزمن ذات الدرجة المنخفضة دون أن يُلاحظ، ولكنه يسبب ضرراً صامتاً في أجسامنا. يرتبط هذا النوع من الالتهاب بالعديد من أنواع السرطان ويمكن أن يتسبّب فيه الضغط النفسي وسوء النوم وحتى بعض الأطعمة.
- المعوقات الهرمونية: المواد الكيميائية التي تتداخل مع أنظمة الهرمونات، المعروفة باسم المعوقات الهرمونية، موجودة بشكل شائع في بيئتنا. وهي توجد في البلاستيك والمبيدات الحشرية وحتى منتجات العناية الشخصية. يمكن أن تحاكي هذه المعوقات الهرمونات وتساهم بشكل محتمل في السرطانات المرتبطة بالهرمونات.
- العوامل الإبيجينية: يشير مصطلح "الإبيجينيتك" إلى التغيرات التي تحدث على صعيد الجينات والناجمة عن آليات أخرى غير التغيّرات الحاصلة في تسلسل الحمض النووي. يمكن أن تؤثر العوامل النمطية مثل النظام الغذائي والضغط والتعرض للسموم على سلوك جيناتنا، مما يزيد من خطر الإصابة بالسرطان.
نصائح فعالة وغير مألوفة للوقاية من السرطان
- دعم البكتيريا المعوية: قوموا بإدراج مجموعة متنوعة من الأطعمة الغنية بالألياف في نظامكم الغذائي، مثل الخضروات والفواكه والبقوليات والحبوب الكاملة. يمكن أن تعزّز الأطعمة المخمرة مثل الكرنب المخلل والكيمتشي والكفير البكتيريا المعوية الصحية. يمكنكم أيضاً تناول مكمّل بروبيوتيك عالي الجودة إذا لزم الأمر.
- دمج ممارسات مضادة للالتهاب: قوموا بإدراج الأطعمة المضادة للالتهاب مثل الكركم والزنجبيل والأسماك الدهنية (الغنية بأحماض أوميغا-3 الدهنية) والشاي الأخضر في نظامكم الغذائي. بالإضافة إلى ذلك، يمكن أن تساعد ممارسات الاسترخاء مثل التأمل واليوغا في تقليل التوتر المزمن والالتهاب.
- تنقية المحيط: قلّلوا من تعرضكم للمعوقات الهرمونية عن طريق اختيار الزجاج أو الفولاذ المقاوم للصدأ عوضًا عن البلاستيك لتخزين الطعام، واختيار المنتجات العضوية عند الإمكان، واستخدام منتجات العناية الشخصية الطبيعية. يمكن أن يقلّل تنقية محيط منزلك بانتظام من تأثير المواد الكيميائية بشكل كبير.
- تحسين نمط النوم: قوموا بإعطاء الأولوية للنوم من خلال روتين مهدئ قبل النوم، وتقليل وقت استخدام الشاشة قبل الخلود الى السرير، وضمان أنّ بيئة النوم مظلمة وهادئة. النوم الجيد ضروري لإصلاح الخلايا والصحة العامة.
- استخدام قوة المحسّنات الطبيعية: المحسنات هي مواد طبيعية تساعد الجسم على التكيف مع التوتر واستعادة التوازن. أمثلة على المحسنات تشمل الأشواغاندا والروديولا والريحان المقدس، والتي يمكن أن تدعم قدرة الجسم على التحمل للتوتر وتقليل خطر الإصابة بالسرطان.
- الاستفادة من التغذية الإبيجينية: ركّزوا على الأطعمة التي يمكن أن تؤثر بشكل إيجابي على تعبير الجينات. الخضروات الملفوفية (مثل البروكلي والكرنب البروكسلي) والتوت والثوم والشاي الأخضر غنية بالمركبات الحيوية التي تدعم وظيفة الجينات الصحية.
- المشاركة في النشاط البدني المنتظم: بعيداً عن ممارسة التمارين التقليدية، يمكن أن يكون من المفيد دمج أنشطة مثل التدريب العالي الكثافة (HIIT) وتدريب القوة. فقد أثبتت هذه الأنواع من التمارين أنها تحسن الصحة الأيضية وتقلل الالتهاب.
- اعتناق قوة شفاء الطبيعة: انّ قضاء الوقت في الطبيعة يقلّل من التوتر ويخفض ضغط الدم ويعزّز الرفاهية العامة. اشتركوا بانتظام في الأنشطة الخارجية مثل المشي في الطبيعة والحديقة أو الرحلات.
في الختام، على الرغم من أنّ ارتفاع معدلات السرطان بين البالغين الشباب مقلق، إلا أنه يعدّ بوابة لتحفيزنا على إعطاء أولوية لصحتنا. من خلال اتخاذ خيارات صحية ومدروسة، يمكننا تقليل المخاطر والعيش حياة نشطة ومتوازنة. دعونا نلتزم بهذه التغييرات معاً ونخلق مستقبلاً أكثر صحة لأنفسنا وللأجيال القادمة.
عن صحتي .كوم
رئيس الوزراء يهنئ شيخ الأزهر بعيد الأضحى المبارك