يعيد الكيميائيون تصميم PHAs البيولوجية، والبلاستيك 'الحلم' القابل للتحلل الحيوي

ولكن هناك سبب لعدم انطلاقة PHAs كبديل مستدام وصديق للبيئة للمواد البلاستيكية التقليدية. تعتبر PHAs البلورية هشة، لذا فهي ليست متينة ومريحة مثل المواد البلاستيكية التقليدية. ولا يمكن معالجتها وإعادة تدويرها بسهولة، مما يجعل إنتاجها باهظ التكلفة.

قام كيميائيو البوليمرات في جامعة ولاية كولورادو بقيادة يوجين تشين، الأستاذ الجامعي المتميز في قسم الكيمياء، بإنشاء منصة اصطناعية لـ PHA تعالج كل مشكلة من هذه المشكلات، مما يمهد الطريق لمستقبل يمكن أن تنطلق فيه PHAs في السوق باعتبارها مستدامة حقًا البلاستيك.

نشر تشن وزملاؤه في المجلة فئة جديدة من PHAs المعاد تصميمها، والتي يمكن الوصول إليها بسهولة عن طريق التحفيز الكيميائي علوم.

كان الباحثون يبحثون عن استراتيجية لمعالجة عدم الاستقرار الحراري الجوهري للـ PHAs التقليدية؛ كما أن افتقارها إلى المقاومة للحرارة يجعل من الصعب صهرها وتحويلها إلى منتجات نهائية. أجرى الكيميائيون في جامعة CSU تغييرات جوهرية على هياكل هذه المواد البلاستيكية، حيث استبدلوا ذرات الهيدروجين التفاعلية المسؤولة عن التحلل الحراري بمجموعات ميثيل أكثر قوة. يعمل هذا التعديل الهيكلي على تعزيز الاستقرار الحراري للـ PHAs بشكل كبير، مما يؤدي إلى إنتاج مواد بلاستيكية يمكن معالجتها بالصهر دون تحلل.

علاوة على ذلك، فإن هذه الـ PHAs المصممة حديثًا قوية ميكانيكيًا، حتى أنها تتفوق على اثنين من أكثر المواد البلاستيكية شيوعًا: البولي إيثيلين عالي الكثافة - المستخدم في منتجات مثل زجاجات الحليب والشامبو - والبروبيلين متساوي التوتر، والذي يستخدم لصنع قطع غيار السيارات والألياف الاصطناعية. . أفضل ما في الأمر هو أن PHA الجديد يمكن إعادة تدويره كيميائيًا مرة أخرى إلى جزيئه الأساسي، المسمى المونومر، باستخدام محفز بسيط وحرارة، ويمكن إعادة استخدام المونومر النظيف المستعاد لإعادة إنتاج نفس PHA مرة أخرى - من حيث المبدأ، إلى ما لا نهاية .

وقال تشين: 'إننا نضيف ثلاث ميزات رئيسية مرغوبة إلى PHAs البيولوجية، بما في ذلك إعادة تدوير المواد الكيميائية ذات الحلقة المغلقة، وهو أمر ضروري لتحقيق اقتصاد دائري PHA'.

تم دعم هذا العمل من قبل اتحاد BOTTLE التابع لوزارة الطاقة.