دانشمندان پلاستیکی ساخته‌اند که ۱۵ برابر سریع‌تر از کاغذ در دریا تجزیه می‌شود
پژوهشگران سال‌هاست که در حال بررسی تجزیه زیستی پلاستیک‌ها در اقیانوس هستند تا بفهمند کدام نوع از آنها سریع‌تر تجزیه می‌شود. با ورود میلیون‌ها تن پلاستیک به اقیانوس‌های ما هر ساله، فهمیدن تجزیه‌پذیری پلاستیک‌های مختلف بسیار حیاتی شده است.
یک کشف جدید توسط دانشمندان مؤسسه اقیانوس‌شناسی وودز هول (WHOI) می‌تواند تغییرات بزرگی در نبرد علیه آلودگی پلاستیکی در دریاها ایجاد کند.
آنها دریافته‌اند که سلولز دی‌استات (CDA)، یک بیوپلاستیک که بیش از ۱۰۰ سال استفاده می‌شود، سریع‌تر از هر پلاستیک شناخته‌شده دیگر در محیط دریایی تجزیه می‌شود. از همه هیجان‌انگیزتر اینکه تیم موفق شده‌است فرآیند تجزیه را تسریع کند.
سلولز دی‌استات: سریع‌ترین بیوپلاستیک تجزیه‌پذیر
CDA یک بیوپلاستیک است که از سلولز، یک پلیمر طبیعی موجود در دیواره سلولی گیاهان (به‌طور خاص در پنبه و خمیر چوب) مشتق شده است. از زمان توسعه آن در اواخر دهه 1800، CDA در محصولات متنوعی مانند عینک آفتابی و فیلتر سیگار و فیلم عکاسی استفاده شده است. این ماده‌ای همه‌کاره است که در زندگی روزانه خود بدون اینکه بدانیم با آن مواجه می‌شویم.
به گفته پژوهشگران WHOI، CDA سریع‌ترین تجزیه پلاستیک در آب دریاها را در مقایسه با سایر بیوپلاستیک‌ها دارد. با معرفی فرآیندی به نام 'کف‌سازی' که ماده را متخلخل می‌کند، CDA می‌تواند تا ۱۵ برابر سریع‌تر از حالت جامد تجزیه شود. در حقیقت، CDA کف‌دار حتی سریع‌تر از کاغذ تجزیه می‌شود، که اغلب به‌عنوان یکی از مواد دوستدار محیط زیست محسوب می‌شود.
کالین وارد، نویسنده ارشد مطالعه، بر اهمیت این یافته‌ها تأکید کرد: 'ما دانش بنیادی را به طراحی ماده‌ای جدید تبدیل کردیم که به‌طور هم‌زمان نیازهای مصرف‌کننده را برآورده کرده و در اقیانوس سریع‌تر از هر پلاستیک دیگری که می‌شناسیم، حتی سریع‌تر از کاغذ، تجزیه می‌شود.'
'این داستان موفقیت بزرگی در زمینه‌ای است که معمولاً بر جنبه‌های منفی آلودگی پلاستیک تمرکز می‌کند، به جای اینکه به سوی راه‌حل‌های مشکلات حرکت کند،' وارد افزود در اطلاعیه مطبوعاتی.
تیم تحقیق یک آزمایش ۳۶ هفته‌ای انجام داد که در آن کف CDA در مخازنی که با آب شور در حال جریان پر می‌شد، قرار گرفته بود. نتایج چشمگیر بود—65-70% وزن اولیه ماده از بین رفت، که نشان‌دهنده تجزیه زیستی سریع بود.
در مقابل، پلاستیک‌های متداول مانند استیروفوم در همان دوره زمانی هیچ تجزیه‌ای نشان ندادند. این نشان می‌دهد که کف CDA قابلیت زیادی برای کاهش تاثیرات بلندمدت زیست‌محیطی پلاستیک‌ها در دریاها دارد.
کف CDA: گامی به سوی آینده‌ای پاک‌تر
یکی از جذاب‌ترین جنبه‌های این تحقیقات، پتانسیل CDA برای جایگزینی برخی از پلاستیک‌های مشکل‌ساز زندگی روزمره ماست. به عنوان مثال، وارد و همکارانش در WHOI با شرکت ایستمن، یک شرکت تولیدی بیوپلاستیک، همکاری کردند تا کاربردهای تجاری CDA کف‌دار را بررسی کنند.
ایستمن در حال حاضر یک سینی قابل تجزیه و کمپوست‌پذیر ساخته از CDA کف‌دار به‌عنوان جایگزین سینی‌های استیروفوم برای گوشت راه‌اندازی کرده‌است، که در هیچ شرایط طبیعی، چه در خشکی و چه در آب، تجزیه نمی‌شوند.
یافته‌های مطالعه می‌تواند صنایع را از پلاستیک‌های سنتی به سمت جایگزین‌های دوستدار محیط زیست سوق دهد. موفقیت CDA کف‌دار نشان می‌دهد که این ماده می‌تواند در طیف وسیعی از محصولات استفاده شود، و مقدار زباله‌های پلاستیکی پایدار در دریاها را کاهش دهد.
تیم وارد مطالعه را در یک محیط آزمایشگاهی کنترل‌شده با استفاده از آب‌های دریا از صدای مارتا در نزدیکی کیپ کد، ماساچوست، انجام دادند. با دقت تنظیم متغیرهایی مانند نور، دما و جریان آب، پژوهشگران توانستند شرایط واقعی اقیانوس را شبیه‌سازی کنند. این رویکرد به آنها یک نشانگر قابل اعتماد از نحوه عملکرد CDA در محیط‌های طبیعی دریایی ارائه داد.
اوایل امسال، WHOI نتایج مطالعه‌ای ۱۶ هفته‌ای را منتشر کرد که تجزیه انواع مختلف نی‌ها ساخته شده از مواد مختلف، از جمله CDA، پلی‌هیدروکسی‌آلکانوات‌ها (PHA)، اسید پلی‌لاکتیک (PLA)، پلی‌پروپیلن (PP) و کاغذ را مقایسه می‌کند.
نتایج نشان داد که نی‌های PLA و PP هیچ تجزیه‌ای اندازه‌گیری‌شده نداشتند، در حالی که دیگران تا ۵۰٪ تجزیه شدند. نی‌های CDA کف‌دار، اما، ۱۹۰٪ سریع‌تر از نی‌های CDA جامد تجزیه شدند و پتانسیل ماده را به‌عنوان پلاستیک زیستی برتر تأیید کردند.
آینده‌ای بدون آلودگی پلاستیکی؟
تبعات این تحقیق فراتر از صرفاً CDA است. زیرا پلاستیک‌ها همچنان منبع اصلی آلودگی در محیط‌های دریایی هستند، یافتن جایگزین‌های سریع‌تر تجزیه‌پذیر مانند CDA کف‌دار می‌تواند آسیب‌ها را کاهش دهد.
کشف اینکه CDA کف‌دار حتی سریع‌تر از کاغذ تجزیه می‌شود ممکن است نحوه برخورد ما با بسته‌بندی، ساخت و کالاهای روزانه را متحول کند.
سینی جدید قابل تجزیه‌پذیر ایستمن ساخته شده از CDA کف‌دار تنها آغاز است. با تحقیق و توسعه بیشتر، CDA کف‌دار و بیوپلاستیک‌های مشابه می‌توانند پلاستیک‌های مضر را در طیف گسترده‌ای از کاربردها جایگزین کنند. این نه تنها اثرات زیست‌محیطی زباله‌های پلاستیکی را کاهش می‌دهد، بلکه ما را به آینده‌ای نزدیک می‌کند که در آن اقیانوس‌های ما دیگر از پلاستیک‌های پایدار خفه نشوند.
یافته‌های تحقیق در ACS Sustainable Chemistry & Engineering منتشر شده است.
