تولید پلاستیک زیست‌تخریب‌پذیر از پروتئین شیر؛ جایگزینی پایدار برای بسته‌بندی مواد غذایی

ترکیب و ویژگی‌های زیست‌مخرب پلاستیک جدید

پژوهشگران دانشگاه فلایندرز در جنوب استرالیا و همکارانشان یک فیلم نازک زیست‌تخریب‌پذیر تولید کرده‌اند که از ترکیب منحصربه‌فردی از بیوپلیمرها و نانورس‌ها تشکیل شده است. این ماده از اجزای اصلی زیر ساخته شده است:

• کلسیم کازئینات: مشتق‌شده از کازئین، پروتئین اصلی موجود در شیر.
• نشاسته اصلاح‌شده.
• نانورس بنتونیت.

برای بهبود ویژگی‌های مکانیکی، افزایش استحکام و انعطاف‌پذیری، موادی نظیر گلیسرول و پلی‌وینیل الکل نیز به این ترکیب افزوده شده‌اند. نتایج آزمایش‌ها که در نشریه علمی Polymers منتشر شده، نشان می‌دهد این ماده در شرایط عادی خاک به‌تدریج تجزیه می‌شود و انتظار می‌رود فرایند فروپاشی کامل آن حدود ۱۳ هفته به طول انجامد.

ایمنی و سازگاری با محیط‌زیست

بررسی‌های میکروبی نشان‌دهنده میزان سمیت پایین این ماده است و سطح کلنی‌های باکتریایی در محدوده قابل‌قبول برای پلاستیک‌های زیست‌تخریب‌پذیر قرار دارد. با این حال، یوهونگ تانگ، پژوهشگر حوزه نانومواد، بر لزوم انجام ارزیابی‌های آنتی‌باکتریال بیشتر در مراحل توسعه آتی این ماده تأکید کرد.

یافتن راهکارهای پایدار برای بسته‌بندی مواد غذایی و سایر کاربردهای پلاستیک‌های یک‌بارمصرف نقش مهمی در مهار روند روبه‌افزایش آلودگی پلاستیکی دارد.

همکاری‌های بین‌المللی و هدف‌گذاری اقتصادی

این پژوهش با همکاری محققان مهندسی شیمی از کلمبیا، از جمله نیکولای استیون گومز مسا و آلیس یووانا پاتاکیوا ماتئوس از دانشگاه بوگوتا، در قالب گروه پژوهشی نانوبیومهندسی انجام شده است. تمرکز این تیم بر توسعه پلیمرهای جدید با استفاده از مواد ارزان، فراوان و سازگار با محیط‌زیست بوده است.

گومز اظهار داشت که آزمایش روی کازئینات‌ها برای ساخت نانوالیاف مبتنی بر شیر، راه را برای تولید پلیمرهایی مشابه مواد رایج بسته‌بندی باز کرد. او افزود: «افزودن ترکیبات طبیعی و فراوانی مانند نشاسته و همچنین نانورس‌هایی مانند بنتونیت، باعث بهبود ویژگی‌های مکانیکی و عملکرد حفاظتی این فیلم‌ها شده است.»

پاتاکیوا ماتئوس نیز بر نقش علم در توسعه جایگزین‌های زیست‌تخریب‌پذیر تأکید کرد و خاطرنشان ساخت که بخش عمده پلاستیک‌های یک‌بارمصرف به بسته‌بندی مواد غذایی اختصاص دارد و این راهکارها می‌توانند در مسیر اقتصاد چرخشی و حفظ منابع طبیعی مؤثر باشند.

بحران تولید و بازیافت پلاستیک در جهان

نگرانی‌ها درباره پلاستیک‌ها نه تنها به آلودگی محیط‌زیست، بلکه به خطرات بالقوه برای سلامت انسان نیز مربوط می‌شود؛ چرا که پلاستیک‌ها می‌توانند حاوی هزاران ماده شیمیایی سمی و سرطان‌زا باشند.

آمارها نشان‌دهنده یک بحران رو به گسترش است:

• در عمل، تنها حدود ۱۰ درصد از کل پلاستیک‌ها بازیافت می‌شوند.
• نزدیک به ۶۰ درصد از پلاستیک‌های تولیدی، یک‌بارمصرف هستند.

بر اساس پیش‌بینی سازمان همکاری و توسعه اقتصادی (OECD)، در صورت عدم اقدام جهانی، تولید پلاستیک بین سال‌های ۲۰۲۰ تا ۲۰۴۰ حدود ۷۰ درصد افزایش خواهد یافت و از مرز ۷۰۰ میلیون تن در سال فراتر می‌رود.

روند افزایشی تولید جهانی

میزان تولید جهانی پلاستیک در طول هفت دهه اخیر رشد خیره‌کننده‌ای داشته است:

رقم تولید ۴۷۵ میلیون تن در سال ۲۰۲۲، معادل وزن تقریبی ۲۵۰ میلیون خودرو است که مقیاس عظیم این بحران را به تصویر می‌کشد.