ابتكار مادة بلاستيكية جديدة قابلة للتدوير ليست من النفط

يمكن القول إن العالم مدمن بشدة على البلاستيك، مع محاولة إعادة تدويره، فالبلاستيك أرخص إعادة تصنيعه، لذا تلقى كميات لا يمكن تصورها من النفايات البلاستيكية وتسد محيطاتنا.
ومن جميع المواد البلاستيكية الجديدة التي تم تصنيعها على الإطلاق، تم إنتاج أكثر من 6 مليارات طن متري من النفايات البلاستيكية (التي لا تتحلل ولكنها تتكسر فقط إلى قطع أصغر وأصغر)، مع إعادة تدوير أقل من 10% حتى الآن.
ولا يقتصر تصنيع البلاستيك الجديد على الإسراف بشكل لا يصدق فحسب، بل إنه يستخدم مواد أولية مشتقة من الوقود الأحفوري الذي يحتاج إلى البقاء في الأرض إذا أردنا تجنب تغير المناخ.
ولإحداث تأثير طفيف في تلك المشكلة العالمية، قام اثنان من علماء المواد من جامعة ولاية بويز في الولايات المتحدة بتطوير نوع جديد من البلاستيك، على عكس البلاستيك الموجود، لا يُصنع من النفط الخام ومشتقاته.
وعلاوة على ذلك، تشير التجارب المعملية الصغيرة التي تكرر العمليات الصناعية إلى أن ما يقرب من 93% من البلاستيك الجديد يمكن إعادة تدويره إلى مواد بداية نظيفة - حتى عندما يتم خلط البلاستيك مع نفايات بلاستيكية أخرى غير معالجة وورق وألمنيوم.
ويصف أليسون كريستي وسكوت فيليبس في ورقتهما، صنع نوع جديد من البلاستيك يعتمد على بولي (إيثيل سيانو أكريلات) أو PECA، يتم تحضيره من المونومر المستخدم في صنع الغراء الفائق.
ومثل جميع البوليمرات البلاستيكية، يتم تشكيل المنتج الجديد من خلال عملية البلمرة حيث يتم ربط وحدات المونومر المفردة والمتكررة معا في تفاعل كيميائي لعمل سلسلة واحدة طويلة.
وإذا تم تصنيعها على نطاقات صناعية، يقترح كريستي وفيليبس أن بلاستيك PECA الجديد والقابل لإعادة التدوير يمكن أن يحل محل بلاستيك البوليسترين الذي لا يتم قبوله في معظم برامج إعادة التدوير على جوانب الرصيف.
ويأتي بلاستيك البوليسترين في عدة أشكال: البوليسترين الموسع، المعروف أيضا باسم الستايروفوم، والذي يستخدم كمواد تعبئة خفيفة الوزن أو لصنع حاويات طعام جاهزة؛ والبوليسترين المصبوب حراريا، ويستخدم لصنع الأطباق والأكواب وأدوات المائدة التي تستخدم لمرة واحدة.
وفي حين أنه سيكون من الرائع استبدال هذه المنتجات ببديل قابلة لإعادة التدوير بسهولة، فإن البوليسترين يمثل 6% فقط من نفايات البلاستيك الحالية، وهو جزء صغير يمثل مشكلة أكبر بكثير.
ويعتقد كريستي وفيليبس، مع ذلك، أنه بمرور الوقت، يمكن أن يوفر بلاستيك PECA الجديد بديلا تنافسيا لأشكال أخرى من البلاستيك بخلاف البوليسترين.
وكتبا في ورقتهما: "نظرا لخصائص المواد الممتازة وسهولة إعادة التدوير، قد تكون PECA مفيدة في سياقات أخرى غير مجرد استبدال البوليسترين، ما سيزيد من تحسين مدى إمكانية إعادة تدوير النفايات البلاستيكية".
وتشير التجارب المعملية الأولية من كريستي وفيليبس إلى أن بلاستيك PECA الجديد له خصائص مماثلة للبلاستيك الموجود، وهو مستقر في البيئات الحارة والرطبة.
وهذه المتانة ومقاومة التدهور هي ما يجعل البلاستيك متعدد الاستخدامات ولكن يصعب أيضا أو يستحيل تدميره. ومع ذلك فهي تحتوي على اللبنات الأساسية للبلاستيك الجديد، مرتبطة في صف أنيق، إذا وجدت طريقة لتفكيكها. لكن يتم حرق معظم المواد البلاستيكية أو التخلص منها.
وعندما يتعلق الأمر بإعادة التدوير، أوضح كريستي وفيليبس كيف يمكن "تكسير" سلاسل البوليمر الطويلة لبلاستيك PECA عند درجات حرارة تصل إلى 210 درجة مئوية ويتم تقطير المونومرات الناتجة في منتج نظيف لاستخدامه مرة أخرى.
وتعد إعادة تدوير البلاستيك إستراتيجية نبيلة حقا، ولكن يجب أن تكون الأنظمة الصحيحة جاهزة للمستهلكين للانضمام إليها. وخطت النرويج خطوات واسعة في تنفيذ المخططات التي شهدت إعادة تدوير 97% من الزجاجات البلاستيكية.
وفي غضون ذلك، وجد تقرير حديث صادر عن منظمة السلام الأخضر بالولايات المتحدة الأمريكية أن حوالي 5% فقط من المواد البلاستيكية يتم إعادة تدويرها حاليا في الولايات المتحدة، بعد أن توقفت صناعة إعادة التدوير في الصين عن أخذ نفايات البلاستيك من الدول الأخرى.
ويمكن إرجاع الجزء الأكبر من هذه النفايات البلاستيكية إلى عدد قليل من الشركات العالمية، ما دفع بعض الخبراء إلى القول بأن المسؤولية تقع على عاتق تلك الشركات لتطوير بدائل مناسبة وخفض إنتاجها من المواد البلاستيكية ذات الاستخدام الواحد لمعالجة السبب الجذري وراء المشكلة. أزمة النفايات في العالم.
كما أشار ثلاثة علماء يكتبون في مجلة Science في عام 2017 بعد تحليل إنتاج واستخدام ومصير جميع المواد البلاستيكية التي تم تصنيعها على الإطلاق، فإن إعادة التدوير تقلل فقط من توليد النفايات البلاستيكية في المستقبل إذا - وفقط إذا - حلت محل إنتاج البلاستيك الأولي.
وقد نشرت الدراسة في Science Advances.