تجارب لتحويل نفايات البلاستيك إلى صابون ومنظف: طريقة متطورة لإعادة التدوير
في المعركة ضد التلوث البلاستيكي ، يسعى العلماء بلا كلل إلى حلول مبتكرة لإعادة استخدام النفايات البلاستيكية وتقليل تأثيرها على البيئة. من بين هذه الجهود ، كشف اكتشاف رائد في فيرجينيا تيك Virginia Tech عن طريقة واعدة لتحويل البولي إيثيلين ، وهو بلاستيك شائع ، إلى صابون ومنظف ، وأكثر من ذلك. لا يحمل هذا التحول القدرة على التخفيف من التلوث البلاستيكي فحسب ، بل يقدم أيضًا وسيلة جديدة لإعادة تدوير النفايات البلاستيكية منخفضة القيمة إلى سلع عالية القيمة.
البولي إيثيلين ، وهو بلاستيك يستخدم على نطاق واسع ، له تشابه كيميائي مذهل مع الأحماض الدهنية الرئيسية الموجودة في الصابون. جذب هذا التشابه المثير انتباه ليو جوليانغ Guoliang Liu ، الباحث في فيرجينيا تيك. تصور ليو طريقة لتفكيك سلاسل البولي إيثيلين الطويلة إلى سلاسل أقصر من الأحماض الدهنية التي يمكن استخدامها لصنع الصابون والمنظفات. يمكن أن يحدث هذا التحول الكيميائي ثورة في إعادة تدوير البلاستيك ويقدم حلاً لأزمة النفايات البلاستيكية المتصاعدة.
البحث عن إعادة التدوير المبتكرة
انطلاقًا من رؤية تحويل النفايات البلاستيكية إلى منتجات قيمة ، شرع ليو في رحلة لاكتشاف طريقة قابلة للتطبيق لإعادة التدوير. لقد أدرك إمكانية تحويل النفايات البلاستيكية منخفضة القيمة إلى سلع ذات قيمة عالية ، مما يوفر حلاً عمليًا للتحديات التي يفرضها التلوث البلاستيكي. قاده تصميم ليو إلى استكشاف طرق غير تقليدية ، مما أدى في النهاية إلى مصدر غير متوقع للإلهام.
في لحظة إلهام في أمسية شتوية هادئة بجوار المدفأة، وبينما كان ليو يشاهد الدخان يتصاعد من النار ، فكر في الجزيئات الصغيرة الناتجة أثناء احتراق الخشب. دفعته هذه الملاحظة إلى التفكير فيما إذا كان يمكن تطبيق عملية مماثلة على البولي إيثيلين في بيئة معملية خاضعة للرقابة. هل يمكن تكسير البولي إيثيلين دون احتراق كامل ، مما ينتج عنه جزيئات قصيرة السلسلة تشبه تلك الموجودة في الصابون؟
النهج التجريبي لتحقيق الفكرة
مسترشدًا بفكرته المبتكرة ، تعاون ليو مع اثنين من دكتوراه. طلاب الكيمياء لبناء فرن معمل متخصص للتجريب. استخدم هذا الفرن المصمم خصيصًا عملية تعرف باسم التحلل الحراري بالتدرج الحراري. يتميز الفرن في جوهره بمنطقة ذات درجة حرارة عالية لتفكيك سلاسل البوليمر ومنطقة منخفضة الحرارة لوقف المزيد من التدهور. يضمن هذا النهج الدقيق إمكانية تحقيق التحول المطلوب دون إطلاق منتجات ثانوية ضارة.
لحظة يوريكا
بعد تعريض البولي إيثيلين للتحلل الحراري المتدرج لدرجة الحرارة ، فحص ليو وفريقه البقايا المتبقية – على غرار تنظيف السخام من المدخنة. لم تكن النتائج التي توصلوا إليها أقل من كونها ثورية – تتكون البقايا من “بولي إيثيلين قصير السلسلة” ، وهو في الأساس شمع. أثبتت هذه النتيجة صحة حدس ليو الأولي وشكلت خطوة محورية نحو تطوير طريقة لإعادة تدوير البلاستيك إلى صابون.
الكشف عن أول صابون مشتق من البلاستيك في العالم
مدعومين بنتائجهم الرائدة ، اتخذ الفريق خطوات إضافية لتحسين العملية. من خلال دمج التصبن ، وهو تفاعل كيميائي شائع الاستخدام لإنتاج الصابون ، نجح الباحثون في تصنيع أول صابون في العالم مشتق من البلاستيك. أظهر هذا الإنجاز الإمكانات التحويلية لنهج إعادة التدوير هذا ووضع الأساس للتقدم المستقبلي في هذا المجال.
جهد تعاوني من أجل مستقبل مستدام
إدراكًا للتعقيد والطبيعة المتعددة الأوجه لاكتشافهم ، تعاون فريق ليو مع خبراء في النمذجة الحاسوبية والتحليل الاقتصادي والمجالات الأخرى ذات الصلة. أدى هذا التعاون متعدد التخصصات إلى إثراء أبحاثهم ، وتسليط الضوء على الجدوى والتأثير المحتمل لاستراتيجية إعادة التدوير الخاصة بهم. أكد Zhen Xu ، المؤلف الرئيسي لورقة العلوم التي توضح بالتفصيل النتائج التي توصلوا إليها ، أن هذا النهج المبتكر يمكن أن يلهم التصاميم الإبداعية لإجراءات إعادة التدوير في المستقبل.
ختاماً، يؤكد الاكتشاف في فيرجينيا تيك على قوة البراعة البشرية في معالجة التحديات البيئية الملحة. من خلال مزيج من الفضول العلمي والتصميم والتعاون متعدد التخصصات ، تمكن الباحثون من كشف طريقة تحويلية لإعادة تدوير النفايات البلاستيكية إلى سلع قيمة. لا يقدم هذا الاختراق حلاً ملموسًا للتلوث البلاستيكي فحسب ، بل يمثل أيضًا إمكانية تطبيق مناهج غير تقليدية لخلق مستقبل أكثر استدامة. مع اكتساب هذا البحث قوة دفع ، يمكن أن يمهد الطريق لاستراتيجيات مبتكرة تحدث ثورة في إعادة تدوير البلاستيك على نطاق عالمي.
المصدر: www.goodnewsnetwork.org
الصورة من عمل:
Steven Mackay for Virginia Tech
Freepik
