محققان دانشگاه ایالتی بویز (Boise) در ایالات متحده به‌تازگی نوع جدیدی از پلاستیک قابل بازیافت ساخته‌اند. این نوع پلاستیک برخلاف سایر پلاستیک‌ها در روند ساخت خود به نفت خام و محصولات جانبی آن نیاز ندارد. با بسپار مارکت همراه شوید تا این تحول بی‌نظیر را مورد بررسی قرار دهیم.
امروزه پلاستیک همه جنبه‌های حیات انسان را احاطه کرده است. از جمله ساخت تجهیزات پزشکی، مواد آموزشی و شاید همه حرفه‌ها و شیوه‌های زندگی را در جهان پیرامونی ما در بر می‌گیرد. در واقع تصور بسته‌بندی اقلام مورد استفاده بدون پلاستیک غیرممکن به نظر می‌رسد. اما استفاده بیش از حد و افزایش تولید و مصرف پلاستیک‌های معمولی و یکبار مصرف در طول سالیان متمادی باعث ایجاد مشکلات عدیده زیست‌محیطی شده است.
از این رو، دانشمندان، مهندسان و محققان به‌دنبال ایجاد روش‌های جدید و آسان برای ساخت پلاستیک‌های قابل بازیافت هستند. یکی از مطالعات اخیر به پیشرفت‌های خوبی برای جست‌وجوی این راه‌حل‌ها انجامیده است.
چه کسانی این پلاستیک غیر نفتی را ساخته اند؟
به گزارش وبسایت sciencealert.com آلیسون کریستی (Allison Christy) و اسکات فیلیپس (Scott Phillips) در دانشگاه ایالتی بویز آیداهو، پلاستیکی ساخته‌اند که می‌تواند جایگزین پلی استایرن شود. پلی استایرن اغلب در سطل‌های ماست، ظروف و قاشق و چنگال یکبار مصرف یافت می‌شود و 6 درصد از کل زباله‌های پلاستیکی جهان را تشکیل می‌دهد.
این دو محقق کار خود را با استفاده از اتیل سیانواکریلات انجام داده‌اند که به‌عنوان مونومر اصلی در تولید سوپرچسب‌ها (Super Glue) به کار می‌رود. آن‌ها در توضیح این روش گفته‌اند فرمالدئید که از دی اکسید کربن تولید می‌شود، می‌تواند برای تولید اتیل سیانوآکریلات هم مورد استفاده قرار گیرد.
یک نمونه از قاشق و چاقوی پلاستیکی ساخته شده از این نوع پلاستیک
مولکول‌های اتیل سیانواکریلات وقتی در معرض رطوبت قرار می‌گیرند با هم پیوند می‌یابند و زنجیره‌های پلیمری تشکیل می‌دهند. اما واکنش آن‌ها آن‌قدر سریع است که فقط زنجیره‌های کوتاه را تشکیل خواهد داد. بنابراین این دو محقق روشی را برای کند کردن فرآیند تشکیل زنجیره‌های پلیمری ابداع کردند.
روش جدید به ایجاد زنجیره‌های پلیمری طولانی‌تر و در نتیجه ماده قوی‌تری به نام پلی (اتیل سیانواکریلات) یا PECA منجر شده است. ماده‌ای که خمیرمایه تولید پلاستیک قابل بازیافت و بدون استفاده از نفت خام خواهد بود.
طبق گزارش‌ها، سالانه بیش از 12 میلیون تن پلاستیک به اقیانوس‌ها ریخته می‌شود. بدین ترتیب جیر‌ها (Gyres) یا به‌اصطلاح «جزایر پلاستیکی» در حال رشد هستند. پیش‌بینی می‌شود اکثر پلاستیک‌ها ده‌ها یا حتی قرن‌ها پس از استفاده در طبیعت دوام بیاورند. اما آن‌هایی هم که قابلیت تجزیه دارند به میکروپلاستیک تبدیل خواهند شد.
میکروپلاستیک‌ها به‌سرعت توسط ماهی‌ها و دیگر جانداران دریایی بلعیده می‌شوند و از این طریق به منابع غذایی جهان راه پیدا می‌کنند. ماده‌ای که در همه‌جا از قطب شمال گرفته تا کوه‌های آلپ سوئیس و در آب لوله‌کشی و فاضلاب‌ها نیز کشف شده است.
انسان‌ها تاکنون بیش از 6 میلیارد تن زباله پلاستیکی تولید کرده‌اند. زباله‌هایی که تجزیه نمی‌شوند. بلکه فقط به قطعات کوچک و کوچک‌تر تبدیل خواهند شد و این روند صدها سال طول می‌کشد. همچنین تاکنون تنها کمتر از 10 درصد از پلاستیک‌های ساخته‌شده، مورد بازیافت قرار گرفته‌اند.
بنابراین تولید پلاستیک‌های جدید نه‌تنها زباله‌ها را افزایش می‌دهد، بلکه از مشتقات سوخت‌های فسیلی به‌عنوان مواد اولیه استفاده می‌کند. سوخت‌هایی که به تغییرات آب‌و‌هوایی و روند گرمایش زمین شتاب می‌بخشند. اما پلاستیک قابل بازیافت ساخته‌شده توسط دو دانشمند آمریکایی بر خلاف پلاستیک‌های موجود از نفت خام و مشتقات آن بهره نمی‌برد.
این جایگزین پلی استایرن چه ویژگی هایی دارد؟
آزمایش‌های مقیاس کوچک و تکرارشونده نشان داده‌اند که تقریبا 93 درصد از پلاستیک جدید را می‌توان به مواد اولیه تمیز و قابل استفاده بازیافت کرد. حتی زمانی که پلاستیک‌ها با سایر زباله‌ها نظیر کاغذ و آلومینیوم فرآوری‌نشده مخلوط شده باشند. پیشنهاد می‌کنیم لیست مواد اولیه شیمیایی را نیز ببینید همچنین اگر قصد خرید مواد اولیه شیمیایی دارید به این صحفه حتما سر بزنید.
محصول جدید مانند تمام پلیمرهای پلاستیکی از طریق فرآیند پلیمریزاسیون به وجود می‌آید. در این فرآیند، واحدهای تک و تکرارشونده مونومر برای ساخت زنجیره بلند در یک واکنش شیمیایی به هم متصل می‌شوند. کریستی و فیلیپس امیدوارند پلاستیک قابل بازیافت جدید در مقیاس‌های بزرگ و صنعتی به تولید برسد. زیرا محصول آن‌ها می‌تواند به‌جای پلاستیک‌های پلی استایرنی استفاده شود. چراکه پلاستیک‌های پلی استایرنی در اکثر سایت‌های بازیافت پذیرفته نمی‌شوند.
پلاستیک‌های پلی استایرن با نام‌های مختلفی نظیر پلی استایرن منبسط‌شده و فوم استایرن شناخته می‌شوند. این ماده برای بسته‌بندی محصولات سبک‌وزن یا ساخت ظروف غذای بیرون‌بر به کار می‌روند. همچنین پلی استایرن حرارتی وجود دارد که برای ساخت بشقاب، فنجان و کارد و چنگال یکبار مصرف مناسب هستند.
آیا این پلاستیک جدید قابل بازیافت است؟
جایگزینی این پلاستیک غیرقابل بازیافت با یک جایگزین قابل بازیافت بسیار عالی خواهد بود. اما تنها 6 درصد از ضایعات پلاستیکی فعلی از جنس پلی استایرن هستند. بنابراین پلی استایرن تنها بخش کوچکی از یک مشکل بسیار بزرگ‌تر تلقی می‌شود. اما کریستی و فیلیپس معتقدند پلاستیک جدید آن‌ها به مرور زمان می‌تواند جایگزینی قابل رقابت با سایر پلاستیک‌ها هم باشد.
آن‌ها در مقاله علمی خود در وبسایت science.org متذکر شده‌اند که پلاستیک قابل بازیافت PECA به‌دلیل خواص مواد اولی و سهولت بازیافت خود می‌تواند در زمینه‌های دیگری به‌جز جایگزینی پلی استایرن هم راهگشا باشد. مسئله‌ای که اگر عملی شود، تحول بزرگی را در میزان بازیافت زباله‌های پلاستیکی رقم خواهد زد.
آزمایش‌های آغازین کریستی و فیلیپس نشان می‌دهد پلاستیک جدید آن‌ها خواصی قابل مقایسه با پلاستیک‌های موجود دارد و در محیط‌های گرم و مرطوب، پایدار می‌ماند. این دوام و مقاومت در برابر تخریب همان چیزی است که این پلاستیک را گزینه‌ای مناسب برای کاربردهای گوناگون تبدیل خواهد کرد. اما همین ویژگی تخریب آن را هم دشوار یا حتی غیرممکن می‌کند. با این حال بیشتر پلاستیک‌ها یا سوزانده می‌شوند یا دور ریخته خواهند شد.
پلاستیک جدید PECA چه ویژگی های دیگری دارد؟
پلاستیک جدید PECA بلوک‌هایی دارد که در یک ردیف منظم به هم متصل شده‌اند و راهی برای جدا کردن آن‌ها وجود ندارد. کریستی و فیلیپس نشان می‌دهند که زنجیره‌های پلیمری بلند در پلاستیک PECA را چگونه می‌توان در دمای 210 درجه سانتی‌گراد ترک داد. سپس مونومرهای حاصل را تقطیر کرد تا به یک محصول تمیز تبدیل شود و دوباره مورد استفاده قرار گیرد.
این دو دانشمند در معرفی مقاله خود در مورد پلاستیک PECA گفته اند:
” بیشتر پلاستیک‌ها از مواد اولیه نفتی ساخته می‌شوند و بازیافت و استفاده مجدد از این پلاستیک‌ها انرژی بر، زمان بر و ناکارآمد است، بنابراین منجر به آلودگی و تجمع زباله‌های پلاستیکی در محل‌های دفن زباله می‌شود. برای رفع این معایب، پلاستیکی بر پایه پلی (اتیل سیانوآکریلات) (PECA) ایجاد کرده ایم که از مونومر اتیل سیانواکریلات (که بیشتر با نام های تجاری Super Glue و Krazy Glue شناخته می شود) تهیه شده است.”
بازیافت پلاستیک چه مشکلاتی دارد؟
بازیافت پلاستیک استراتژی بسیار مناسبی به‌شمار می‌آید. اما به سیستم‌های مناسب برای مصرف‌کنندگان نیاز دارد. مثلا کشور نروژ طرح‌هایی را اجرا کرده است تا بتواند 97 درصد از بطری‌های پلاستیکی را بازیافت کند. در همین حال، گزارش‌ها نشان می‌دهد که در حال حاضر ایالات متحده فقط حدود 5 درصد از پلاستیک‌ها را بازیافت می‌کند. صنعت بازیافت در چین هم از مصرف زباله‌های پلاستیکی کشورهای دیگر خودداری می‌کند.
رد پای بخش عمده زباله‌های پلاستیکی از شرکت‌ها در جهان به تعداد انگشت‌شماری می‌رسد. بنابراین برخی از کارشناسان استدلال می‌کنند که باید خوراک این شرکت‌ها را با جایگزین‌های مناسب مانند پلاستیک قابل بازیافت جدید تغییر داد. به این ترتیب، آن‌ها می‌توانند تولید پلاستیک‌های یکبار مصرف خود را کاهش دهند و با علت اصلی مشکل بحران زباله در جهان مقابله کنند.
جمع بندی نهایی
در سال 2017 سه نفر از دانشمندان در مجله Science به تجزیه و تحلیل تولید، استفاده و سرنوشت تمام پلاستیک‌هایی پرداخته‌اند که تاکنون ساخته شده‌اند. آن‌ها بازیافت را تنها در صورتی راه‌حل کاهش تولید زباله‌های پلاستیکی می‌دانند که تولید پلاستیک‌های قابل بازیافت جایگزین تولید دیگر پلاستیک‌ها شود. با این حال، راهی بسیار دشوار و طولانی در پیش رو خواهد بود. متن کامل مطالعه کریستی و فیلیپس در وبسایت Science Advances به انتشار رسیده است.
نویسنده
