علماء ألمان يبتكرون مشروع يغير مستقبل صناعة البلاستيك

يعمل فريق من الباحثين في ألمانيا على مشروع يهدف لتحويل النفايات العضوية، مثل التبن والطحالب وبقايا النباتات، إلى بلاستيك قابل للتحلل الحيوي بشكل كامل، يطمح هذا المشروع إلى إنتاج مادة بلاستيكية صديقة للبيئة يمكن استخدامها في تطبيقات متعددة، تشمل الصناعات الطبية، مواد التغليف، العزل، وتصنيع مكونات السيارات.

يقود جهود التطوير فريق بحثي شاب من جامعة أولدنبورغ يعمل على ابتكار تقنية فعالة من ناحية التكلفة وموفرة للطاقة لإنتاج بلاستيك يعتمد على مادة "بولي بيوتيلين سكسينات" (PBS)، المصنوعة كليًا من مصادر عضوية متجددة. تتمتع مادة PBS بخصائص تشبه البلاستيك التقليدي، مثل المتانة وسهولة التصنيع، بالإضافة إلى ميزة أساسية وهي قدرتها العالية على التحلل الحيوي.

صرّح البروفيسور رالف برودر، رئيس الجامعة، بأن الهدف الرئيسي للفريق هو تطوير بلاستيك مستدام من مواد خام متجددة ليكون بديلاً عمليًا للبلاستيك التقليدي.

لتحقيق هذا الهدف، يعمل الباحثون على تطوير أساليب تعتمد على الكائنات الدقيقة ذات القدرة على النمو بسهولة واستقرار كافٍ لتكون فعالة في عمليات تتسم بانخفاض التكلفة واستهلاك الطاقة. يرتكز المشروع على ثلاثة محاور رئيسية:

المحور الأول يتمثل في تحويل النفايات العضوية إلى بلاستيك حيوي: سيقوم الفريق بتصنيع مادة Bio-PBS باستخدام قصاصات الحدائق وبقايا المحاصيل الزراعية كمكونات أساسية. وتشمل المرحلة الأولية تحسين عملية التخمير عبر استخدام أنواع مختلفة من الكائنات الدقيقة، مع دراسة عمليتي تخمير رئيسيتين هما تخمير الأسيتون-بيوتانول-إيثانول (ABE) وتخمير حمض السكسينيك.

المحور الثاني يتعلق بالمعالجة اللاحقة وتحويل البيوتانول العضوي: يركز الفريق هنا على تنقية المادة الناتجة من الشوائب وتحويل البيوتانول إلى 1,4-بيوتانيديول، وهو مركب كيميائي ضروري لصناعة البلاستيك. سيتم توظيف تقنيات المحاكاة والتعلم الآلي لتحسين كفاءة العمليات، بجانب تطوير مواد جديدة لإزالة الملوثات بفعالية، بهدف إنتاج أول مادة PBS قابلة للتحلل بالكامل.

المحور الثالث يشمل تطوير التقنية واستدامتها: يسعى الباحثون لتوظيف مخلفات إنتاج Bio-PBS في توليد الطاقة الكهربائية والحرارة اللازمة لتشغيل المختبرات، بالإضافة إلى تصنيع منتجات أولية مثل مواد التغليف والمستلزمات الطبية باستخدام تقنيات النمذجة ثلاثية الأبعاد ومادة PBS الحيوية.

يأمل الفريق أن يسهم هذا المشروع في تقديم بديل مستدام للبلاستيك التقليدي، مما يعزز الاقتصاد الدائري ويقلل التأثير السلبي على البيئة. كما يفتح المشروع آفاقًا مستقبلية واسعة في مجال المواد المستدامة، ليس فقط على مستوى الصناعات الطبية والعلمية، بل أيضًا في الاستخدامات اليومية المختلفة.