اختصاصی بسپار/ سرمایه‌‌گذاری روی آینده‌‌ای سبز

گروه ترجمه و تولید محتوا در بسپار/ایران پلیمر تحقیقات در زمینه‌‌ی انواع جدید پلاستیک‌‌های زیستی، از هر چیزی، از خمیر چوب گرفته تا ژلاتین ماهی به عنوان مواد شروع‌‌کننده‌‌ی ممکن، ادامه دارد. در این مقاله نوآوری‌‌ها در حوزه پلاستیک‌‌های زیستی آورده شده است.

پلاستیک‌‌های زیستی هم‌‌چنان داغ‌‌ترین زمینه‌‌ی تحقیقاتی بسپار‌‌ها هستند. منابع زیست‌‌پایدار (Sustainable) تکپار‌‌ها-شامل سویا، چوب و حتی پوست انبه- هم‌‌چنان در حال شناسایی و تحقیق و بررسی هستند. در حالی که پلاستیک‌‌های زیستی هنوز کسری از تولید کل پلاستیک‌‌ها را تشکیل می‌‌دهند، خروجی آن‌‌‌‌ها به علت تقاضا و نیاز به آن‌‌ها در طیف وسیعی از کاربرد‌‌ها مخصوصا در صنعت بسته‌‌بندی و کشاورزی در حال رشد است.
محققان دانشگاه کمبریج از دانش خود در زمینه‌‌ی تاهش پروتئین‌‌ (protein folding، خودسامان‌دهی خودانگیخته و بی‌واسطه یک رشته بس‌پپتیدی تاخورده به‌‌صورت یک ساختار سه‌بعدی منحصربه‌فرد، مترجم) برای ایجاد پلاستیک‌‌های زیستی که می‌‌توانند جایگزین پلاستیک‌‌های رایج در بسیاری از محصولات و کالاهای مصرفی شوند، استفاده کردند.
آن‌‌ها از یک روش جدید برای سازمان‌‌دهی پروتئین‌‌های گیاهی به شکل موادی که در سطح مولکولی شکل ابریشم عنکبوت را داشتند، استفاده کردند. این موضوع، نتیجه در ساخت یک فیلم پلاستیک‌‌مانند بدون ایستایی که می‌‌تواند در مقیاس صنعتی تولید شود، داشت. این بسپار می‌‌تواند رنگ شود و هم‌‌چنین برای ساخت پوشش‌‌های ضدآب استفاده شود. در شکل 1 نمونه‌‌ای از بسپار ابریشم عنکبوت دانشگاه کمبریج که توسط شرکت Xampla، تجاری‌‌سازی خواهد شد نشان داده شده است.

این مواد قابل تبدیل به پسماند پوسیدنی خانگی هستند، در حالی که بسیاری از پلاستیک‌‌های زیستی نیاز به تجهیزات صنعتی برای تخریب و تجزیه دارند. به علاوه، نیازی به اصلاحات شیمیایی واحد‌‌های ساختمانی طبیعی آن‌‌ها نیز وجود ندارد، بنابراین می‌‌توانند با ایمنی کامل در محیط‌‌زیست‌‌ طبیعی تخریب شود.
این محصول توسط دانشگاه کمبریج تحت عنوان شرکت Xampla، تجاری خواهد شد. آن شرکت طیفی از کیسه‌‌های یک‌‌بار مصرف و پوشینه‌‌ها را امسال تولید خواهد کرد که می‌‌تواند جایگزین پلاستیک‌‌های مورد استفاده در محصولاتی هم‌‌چون قرص‌‌های ظرف‌‌شویی و کپسول‌‌های پاک‌‌کننده‌‌ی لباس‌‌شویی باشد. این تحقیقات در مجله Nature Communications گزارش شده است.
طی بررسی انجام شده توسط محققان درباره‌‌ی این موضوع که چطور برهمکنش‌‌های پروتئین عامل‌‌دار به ما اجازه می‌‌دهد تا سالم بمانیم و چگونه برهمکنش‌‌های نا‌‌منظم در بیماری آلزایمر‌‌ دخالت دارند، شگفت‌‌آور بود که این تحقیقات نشانی از یک مشکل بزرگ در زیست‌‌پایداری تحت عنوان “آلودگی پلاستیک” را داده است.
به عنوان بخشی از تحقیقات پروتئین، این موضوع که چرا موادی همانند ابریشم عنکبوت، برخلاف این‌‌که پیوند‌‌های مولکولی ضعیفی دارند، بسیار قوی هستند، توجه محققان را به خود جلب کرد.
آن‌‌ها دریافتند که یکی از مشخصه‌‌های کلیدی که به ابریشم عنکبوت استحکام می‌‌بخشد، پیوند‌‌‌‌های هیدروژنی هستند که با چگالی بسیار زیاد به طور منظم در فضا آرایش یافته‌‌اند.
دریافته شده است که پروتئین‌‌ها تحت خود آرایش‌‌یافتگی مولکولی هستند. اگرچه این فرایند به خوبی برای پروتئین‌‌های گیاهی درک نشده است، دستیابی به دانشی که این فاصله علمی را پر کند، بسیار هیجان‌‌انگیز است و از این طریق می‌‌توان جایگزین‌‌هایی برای پلاستیک‌‌های یکبار مصرف پیدا کرد.
محققان، ساختار ابریشم عنکبوت را با استفاده از پروتئین سویا جداسازی شده ((SPI)soy protein isolate) -یک پروتئین گیاهی که محصول جانبی تولید روغن دانه‌‌ی سویا است- تکرار کردند. پروتئین‌‌های گیاهی همانند SPI، در آب انحلال‌‌پذیری کمی دارند و این موضوع کنترل خودآرایی آن‌‌ها را به صورت یک ساختار دلخواه، سخت می‌‌کند. روش جدید، از اسید استیک و آب به همراه قرار‌‌گیری تحت فراصوت و دمای زیاد استفاده می‌‌کند تا انحلال‌‌پذیری SPI را بهبود ببخشد. این روش، ساختار‌‌های پروتئینی با برهمکنش‌‌های بین مولکولی بیشتر ایجاد می‌‌کند و در مرحله‌‌ی دوم، حلال حذف شده و یک فیلم انحلال‌‌ناپذیر در آب باقی می‌‌ماند.
این فیلم، عملکرد مشابه و برابری با پلاستیک‌‌هایی نظیر پلی‌‌اتیلن کم‌‌چگالی (LDPE) دارد. آرایش‌‌یافتگی منظم ملکولی باعث شده تا نیازی به اتصال عرضی شیمیایی وجود نداشته باشد.

منبع سویا
چهار شرکت‌‌ تحت عنوان Nordic، فرایندی برای ساخت پلاستیک‌‌های زیستی قابل تبدیل به پسماند پوسیدنی از پسماندهای حاصل از محصولات غذایی را توسعه داده‌‌اند.

برگردان: مهندس مهسا امیرشاهرخی
[email protected]

(ادامه دارد …)

متن کامل این مقاله را در شماره 236 ماهنامه بسپار که در نیمه خرداد ماه ۱۴۰۰ منتشر شده است بخوانید.

در صورت تمایل به دریافت نسخه نمونه رایگان و یا دریافت اشتراک با شماره های ۰۲۱۷۷۵۲۳۵۵۳ و ۰۲۱۷۷۵۳۳۱۵۸ داخلی ۳ سرکار خانم ارشاد تماس بگیرید. نسخه الکترونیک این شماره از طریق طاقچه  و  فیدیبو  قابل دسترسی است.