پلاستیک جدید با قابلیت زمانبندی تجزیه معرفی شد
این نوآوری بر پایه رویکردی است که به سادگی در ذهن بسیاری از متخصصان محیط زیست نقش میبندد: ایجاد پلیمرهایی که در زمان از پیش تعیینشده به صورت کامل از بین بروند در حالی که در هنگام استفاده، پایداری و استحکام لازم را فراهم میکنند. به گزارش تیم آرشیو کامل، این فناوری با الهام از ساختارهای طبیعی همچون DNA و پروتئینها طراحی شده و میتواند تفاوت بزرگی در رویکرد صنایع بستهبندی، خودروسازی و سایر حوزههای مصرفی ایجاد کند. در گزارشهای منتشرشده، محققان کوشیدهاند تا با استفاده از الگوهای طبیعی، پیوندهای مولکولی را به گونهای بسازند که در معرض محرکهای خاص، به طور زمانبندیشده و بدون نیاز به حرارت یا مواد شیمیایی قوی شکسته شوند. این ایده به گونهای مطرح میشود که پلاستیکهای تولیدشده با استحکام لازم، پس از استفاده، با گذشت زمان مشخص به کل تجزیه شوند و اثر کمتری بر محیط زیست بر جای بگذارند.
براساس بررسیهای اولیه، هدف از این رویکرد، ایجاد تعادل بین کارایی محصولات و کاهش پسماندهای پلاستیکی است. این فناوری نه تنها از طریق کاهش مدتزمان باقیماندن پلاستیک در محیط، بلکه از طریق امکان طراحی برای مصارف خاص، به عنوان یک ابزار استراتژیک در مدیریت پسماند و بهبود چرخه زندگی مواد مطرح میشود. تجربه پژوهشگران نشان میدهد که فرایند تجزیه میتواند با محرکهای مشخصی مانند تابش نور فرابنفش یا حضور یونهای فلزی فعال یا غیرفعال تحریک شود و در نتیجه، زمانبندی تجزیه قابل کنترل باشد. برای جلوگیری از اثرات جانبی، آزمایشهای اولیه نشان میدهد مایعی که پس از تجزیه این پلاستیک باقی میماند، از نظر سمیت بیخطر است و این نکته میتواند فرصتهای جدیدی را در زمینههای دارویی و پوششهای موقتی باز کند. به گزارش خبرگزاریهای علمی، این دستاورد میتواند مسیر تازهای را برای توسعه بستهبندیهای هوشمند، پوششهای محافظتی و قطعات صنعتی با دوام متناسب با نیازهای مصرفی نشان دهد.
در تشریح فنیتر، پژوهشگران با تقلید از چینش مولکولی مواد طبیعی، ساختارهای کوچک و دقیق را در پلیمرهای مصنوعی وارد کردهاند تا با اعمال محرکهای مشخص، پیوندهای پلاستیک به فرایندهای شکستن بیفتند. به این ترتیب، پلاستیک جدید در شرایط استفاده معمول، استحکام لازم را حفظ میکند و پس از پایان کار، به شکل کنترلشدهای به کل قابل ختم شدن است. این مدل زمانبندی، با طیفی از کاربردها قابل سازگار ساختن است؛ به عنوان مثال، ظروف آشپزخانه و بستهبندیهای بیرونبر که نیازمند کاهش باقیماندگی پسماند هستند، میتوانند با این فناوری به سمت نابودی قابل کنترل هدایت شوند. به عنوان مکمل، نویسندگان توضیح میدهند که این فناوری فراتر از مفاهیم سادهٔ تجزیهپذیری است و امکان پیادهسازی در صنایع گوناگون را با مدیریت دقیقِ زمانِ پایانپذیری فراهم میآورد. در این راستا توضیح داده میشود که با تغییر چیدمان مولکولی، دوام پلاستیکها در برخی حالات میتواند به روزها محدود شود و در حالتهای دیگر، به سالها افزایش یابد تا نیازهای مختلف صنعتی را پاسخ دهد. به گزارش تیم آرشیو کامل، این رویکرد میتواند برای بستهبندیهای غذایی که نیازمند دوام کوتاهمدت هستند یا قطعات خودرو که به دوام طولانیتری نیاز دارند، تطبیقپذیر باشد.
در ارزیابی کاربردیتر، این فناوری میتواند زمینه را برای توسعه کاتالیستها و محیطهای فعالسازی مشخص فراهم سازد که در نهایت به ابزارهای دارویی هوشمند و پوششهای موقتی منجر میشود. از منظر اقتصادی، پرسشهایی درباره هزینههای تولید، دسترسی به مواد اولیه و سازگاری با استانداردهای صنعتی مطرح میشود که تیم پژوهشی به تفصیل به آنها میپردازد. با این وجود، بسیاری از تحلیلگران بر این باورند که این فناورری میتواند به شکل قابل توجهی به کاهش پسماندهای پلاستیکی کمک کند و بهبود چرخه بازیافت را تسریع نماید. در ادامه، نمونههایی از سناریوهای کاربردی ذکر میشود: استفاده از این پلاستیک در بستهبندیهای مصرفی با دوره مصرف کوتاه، ترکیب با مواد قابل بازیافت و اتخاذ استانداردهای ایمنی مصرفکننده در سطح جهانی. در نهایت، پژوهشگران تأکید میکنند که توسعه این فناوری احتیاطهای لازم را برای جلوگیری از ناپایداری در طول زنجیره تامین به همراه دارد و لازم است فرایندهای پایش کیفیت و ارزیابی اثرات زیستمحیطی به صورت منظم انجام شود. این گونه از پژوهشها حتی به توسعه کپسولهای دارویی قدرتمند و پوششهای مقطعی در صنایع مختلف کمک میکند و میتواند مسیر جدیدی را در طراحی مواد پایدار با کاربریهای گوناگون فراهم کند.
از منظر پژوهشی، این پروژه با هدف ایجاد یک پلیمر با ساختار قابل تنظیم برای پاسخ به محرکهای مختلف طراحی شده است. تیم پژوهشی توضیح میدهد که با ترکیب واحدهای مولکولی کوچک با کانفیگهای ویژه، میتوان پیوندهای شیمیایی را به گونهای برنامهریزی کرد که در حضور نور یا یونهای فلزی فعال، به سرعت یا به تدریج شکسته شوند. این رویکرد، به صورت یک پلاگین برای صنایع مختلف قابل استفاده است و میتواند به عنوان یک ابزار جدید در مدیریت پسماند و کاهش آلودگیهای پلاستیکی به کار رود. همچنین، پژوهشگران اشاره میکنند که آزمایشهای اولیه نشان میدهد که مایعی که پس از تجزیه این پلاستیک باقی میماند، بیخطر است و احتمالاً به عنوان بستر دارویی یا پوششی موقتی نیز قابل بهرهبرداری است. با این حال، برای پذیرش گسترده در بازار، لازم است که فرآیندهای تولید، کنترل کیفی و مقررات ایمنی به دقت تنظیم شوند. این نوید بخش است که با استفاده از رویکردهای فناورانه جدید، میتوان به یک نسل تازه از مواد پلاستیکی دست یافت که هم نیاز مصرفکنندگان را پاسخ دهد و هم اثر زیستمحیطی را به طور قابل توجهی کاهش دهد.