القاهرة-محمد منصور
ابتكر فريق من علماء جامعة كاليفورنيا ومختبر "لورانس بيركلي" الأميركي تقنية جديدة تساعد في إعادة تدوير الأكياس البلاستيكية المصنوعة من "البولي إيثيلين" وتحويلها إلى غاز "البروبين"، أو مادة "البروبيلين"، وهي مادة لها قيمة تجارية يُمكن إدخالها في تصنيع منتجات كيميائية أخرى.
وتساعد عملية إعادة تدوير بلاستيك "البولي إيثيلين" إلى مواد بلاستيكية جديدة قابلة لإعادة التدوير في تقليل انبعاثات الكربون المرتبطة بالتلوث البلاستيكي ودفن النفايات، حيث ينتج العالم ما يزيد عن 90 مليار طن من "البولي إيثيلين".
وتعد نفايات المواد البلاستيكية المصنوعة من "البولي إيثيلين" مصدراً للكربون، وتمثل عملية إعادة تدويرها تحدياً كبيراً. لكن بحسب الدراسة المنشورة في دورية "ساينس"، يُمكن حل هذه المشكلة.
وطرحت الدراسة استراتيجية جديدة لإعادة تدوير "البولي إيثيلين"، والحصول على مواد كيميائية منه نحصل عليها عادةً من مصادر أحفورية، وسيكون لهذه المواد فوائد كبيرة في مجموعة كبيرة من التطبيقات بدايةً من أنابيب المياه ومواد البناء وصولاً إلى حفظ الطعام.
الطريقة الحالية
و"البولي إيثيلين" عبارة عن "سلسلة بوليمر" من "المونومرات" (جزيئات مفردة تُشكل الوحدة الأساسية للبوليمر)، وتتكون من ذرتي كربون و4 ذرات هيدروجين.
ولسنوات عديدة، أراد الباحثون إيجاد طريقة لإعادة تدوير "البولي إيثيلين" كيميائياً، بدلاً من تقنية إعادة التدوير الحالية التي تستخدم "التحلل الحراري" وتتطلب طاقة عالية جداً ولا تصلح لفصل وتحليل جميع المنتجات البلاستيكية.
واستهدف الباحثون دوماً إعادة تدوير "البولي إيثيلين" كيميائياً من خلال كسر روابطه الكيميائية، عن طريق استعادة جزيئات "المونومرات" لصنع بوليمرات "البولي إيثيلين" الجديدة.
التقنية الجديدة
ووجد الباحثون بحسب الدراسة، طريقة لاستخدام سلسلة من المحفزات لتقسيم هذه الروابط بشكل انتقائي للغاية في "البولي إيثيلين" لصنع البروبيلين.
وقام الباحثون بإذابة عينات من "البولي إيثيلين" منخفض الكثافة (كالبلاستيك الذي تصنع منه الزجاجات وأباريق الحليب وزجاجات الشامبو) بغاز الإيثيلين، بالإضافة إلى محفز في وعاء مضغوط.
وباستخدام تلك الطريقة، تمكن الباحثون من نزع ذرات الهيدروجين عن بعض وحدات "المونومر" وبدء سلسلة من التفاعلات بينها و بين الإيثيلين في وجود محفزات إضافية لإنتاج البروبيلين.
وعلى الرغم من أن تلك الطريقة تُزيل الهيدروجين من 1.9٪ فقط من وحدات المونومر، إلا أن 87٪ من ذرات الكربون في سلسلة البوليمر تتفاعل مع الإيثيلين وتتحول إلى البروبيلين في غضون 18 ساعة فقط.
وعلى الرغم من أن هذه التقنية ليست جاهزة بعد للنشر على نطاق صناعي، فإن النتائج التي توصل إليها الباحثون لها آثار مهمة على إعادة تدوير بلاستيك "البولي إيثيلين" إلى مواد أولية كربونية يُمكن استخدامها في صناعة بلاستيك جديد قابل لإعادة التدوير، وصناعة مواد التشحيم الصناعية، ووقود الطائرات، والمواد الكيميائية الأولية.
ويخطط الباحثون في التجارب المستقبلية للتركيز على تحسين الجدوى التجارية للتقنية باستخدام محفزات قابلة لإعادة التدوير.
كما يرغبون أيضاً في استخدام هذا العمل لوضع الأساس لتصميم أنواع جديدة من البلاستيك القابل لإعادة التدوير كيميائياً.
