يمكن استخدام نوع جديد من البلاستيك بشكل متكرر

ابتكر موظفو مختبر لورانس بيركلي الوطني، التابع لوزارة الطاقة الأمريكية، نوعًا جديدًا من مواد البوليمر. هذه المادة، مثل مجموعة أدوات البناء، قابلة للتفكيك والتركيب، وتأخذ الشكل والكثافة ودرجة اللون اللازمة دون فقدان الجودة. يُطلق على هذا البوليمر اسم بولي دايكيتوينامين، أو اختصارًا PDK.

معظم البلاستيك المُنتَج عالميًا غير قابل لإعادة التدوير. وقد استخدم الخبراء طريقة إنتاج جديدة تسمح بإعادة تدوير المنتج جزيئيًا.

البولي إيثيلين تيريفثالات (PET) هو البلاستيك الأكثر شيوعًا حاليًا، وهو قابل لإعادة التدوير بنسبة 25% فقط. أما الباقي فينتهي به المطاف في محارق النفايات أو مكبات النفايات، أو يستقر في التربة والمسطحات المائية.

عادةً ما تتكون المواد البلاستيكية من جزيئات كربونية طويلة مترابطة لتكوين بوليمرات. وبفضل بنيتها، تتميز هذه المواد بثبات كيميائي، أي أنها لا تتآكل. ولتكييف المادة مع استخدام محدد، تُضاف إليها مكونات كيميائية أخرى أثناء الإنتاج. على سبيل المثال، يلزم إضافة مواد مضافة لجعل البلاستيك أكثر ليونة، أو على العكس، أكثر كثافة. وبالتالي، لا يمكن إزالة هذه المواد المضافات من التركيبة، حتى مع المعالجة البلاستيكية المتخصصة.

تُخلط وتُدمج وتُذاب مواد ذات مكونات كيميائية مختلفة أثناء عملية إعادة التدوير. يكاد يكون من المستحيل التنبؤ بخصائص البلاستيك المُعاد تدويره.

تُعدّ إعادة تدوير البلاستيك مشكلةً عالميةً ضخمة. تُثار مسألة تلوث النظام البيئي في كل مكان، ومن المتوقع أن يزداد الوضع سوءًا مع استمرار تزايد كمية البلاستيك غير المُعاد تدويره والمنتج.

اتضح أن المونومرات التي تشكل PDK يمكن إزالتها بسهولة عن طريق غمر المادة في سائل شديد الحموضة، مما يدمر الروابط بين المونومرات والمكونات الإضافية.

اكتشف العلماء هذه القدرة لـ PDK عند تطبيق أحماض مختلفة على عبوات زجاجية تُستخدم لتحضير مخاليط لاصقة. لاحظ المتخصصون تغيرًا في المادة اللاصقة، مما دفعهم إلى تحليل البلاستيك باستخدام الرنين النووي المغناطيسي والتحليل الطيفي، مما كشف عن أصالة المونومرات.

أظهرت تجارب أخرى أن البيئة الحمضية تُحلل بوليمرات PDK إلى مونومرات، مع فصلها في الوقت نفسه عن جزيئات إضافية. يمكن بعد ذلك إعادة تحويل المونومرات إلى بوليمرات، والتي ستكون بعد إعادة التدوير خالية تمامًا من المكونات الأخرى. ويشير الخبراء إلى أن هذا النوع الجديد من البلاستيك قد يُصبح بديلاً واعدًا للمواد الأخرى التي لا يمكن إعادة تدويرها.

يخطط الخبراء بالفعل لتطوير بلاستيك PDK ذي القدرات الحرارية والميكانيكية الواسعة لاستخدامه لاحقًا في صناعات النسيج والطباعة ثلاثية الأبعاد. ومن المقرر أيضًا تصنيع أنواع جديدة من البلاستيك من مواد نباتية وصديقة للبيئة.

وقد تم عرض تفاصيل العمل على صفحات مجلة Nature Chemistry (www.nature.com/articles/s41557-019-0249-2).