رویکرد اثر دوگانه از کاتالیزورهای شیمیایی برای تجزیه ضایعات پلاستیکی مخلوط استفاده می کند تا باکتری ها بتوانند آنچه را که باقی مانده به ترکیبات مطلوب تبدیل کنند.
فن آوری
13 اکتبر 2022
شکستن مخلوط‌های پلاستیک دشوار است، زیرا اکثر روش‌های بازیافت فقط روی یک نوع کار می‌کنند neenawat khenyothaa/Shutterstock
ترکیبی از کاتالیزورهای شیمیایی و باکتری های مصنوعی برای تبدیل مخلوطی از ضایعات پلاستیکی معمولی به یک محصول مفید استفاده شده است. این تکنیک را می توان برای پلاستیک های دیگر یا برای ساخت مواد مختلف تطبیق داد.
فرآیندهایی که زباله‌های پلاستیکی را به مواد شیمیایی مفید تبدیل می‌کنند، تنها بر روی یک پلاستیک متمرکز می‌شوند، بنابراین طراحی تأسیساتی که بتواند ترکیبی از زباله‌های پلاستیکی را مدیریت کند – که برای یک اقتصاد دایره‌ای واقعی ضروری است، دشوار است.
گرگ بکهام در آزمایشگاه ملی انرژی های تجدیدپذیر در کلرادو و همکارانش یک فرآیند دو مرحله ای ابداع کردند که از کاتالیزورهای در دسترس و باکتری های اصلاح شده خاک استفاده می کند. سودوموناس پوتیدا، برای پردازش مخلوط برخی از رایج ترین زباله های پلاستیکی.
این گروه موفق شد پلی استایرن، پلی اتیلن ترفتالات (PET) و پلی اتیلن با چگالی بالا (HDPE) را به خانواده ای از ترکیبات زیست تخریب پذیر به نام پلی هیدروکسی آلکانوات تبدیل کند که اغلب در کاربردهای زیست پزشکی مانند بخیه یا ترمیم تاندون استفاده می شود.
اولین مرحله در این فرآیند از یک روش صنعتی رایج برای ساخت اسید ترفتالیک، جزء PET، وام گرفته شده است. این کار از اکسیژن و کاتالیزورهای شیمیایی برای شکستن پیوندهای کربنی موجود در ضایعات پلاستیکی مخلوط استفاده می کند و ترکیبات حاصل را برای باکتری ها قابل هضم تر می کند.
بکهام می‌گوید: «گام اول مانند یک چکش بزرگ است: ما فقط از اکسیژن و کاتالیزورهای شیمیایی ساده استفاده می‌کنیم تا واسطه‌های زیستی اکسیژن دار بسازیم، و سپس ارگانیسمی را طراحی می‌کنیم تا آنها را به یک محصول واحد هدایت کند.
اگرچه بکهام و تیمش این باکتری را برای تولید پلی هیدروکسی آلکانوات ها در این مطالعه مهندسی کردند، اما باید بتوان آن را به جای تولید محصولات پرمصرف تر، مانند بلوک های سازنده پلاستیک های به راحتی قابل بازیافت و سازگار با محیط زیست، ساخت. آنها همچنین امیدوارند که این روش را برای مقابله با تنوع بیشتر پلاستیک گسترش دهند.
بکهام می گوید: «نکته جالب در مورد زیست شناسی مصنوعی، مهندسی متابولیک و این ایده قیف بیولوژیکی… این است که تا زمانی که ارگانیسم بتواند مواد واسطه اکسیژن را بخورد یا مصرف کند، ما به طور بالقوه می توانیم هر کاری انجام دهیم.
مفهوم ترکیب تخریب شیمیایی و تبدیل بیولوژیکی جدید است و می تواند بخشی از یک زنجیره بازیافت جدید برای زباله های پلاستیکی مخلوط باشد. تیغ مایک در دانشگاه منچستر انگلستان
او می‌گوید: «این ایده که شما می‌توانید این پلیمرها را به‌طور کاتالیزوری پیش‌فرآوری کنید تا مجموعه‌ای از مواد خام را به‌دست آورید که سپس به هم متصل می‌شوند تا از نظر اقتصادی مقرون‌به‌صرفه‌تر شوند، واقعاً مهم است.
با این حال، این فرآیند تا کنون تنها در آزمایشگاه نشان داده شده است و باید نشان داده شود تا در دنیای واقعی منطقی اقتصادی داشته باشد.
مرجع مجله: علوم پایه، DOI: 10.1126/science.abo4626
درباره این موضوعات بیشتر بدانید:
منبع: https://www.newscientist.com/article/2342438-bacteria-and-catalysts-recycle-waste-plastic-into-useful-chemicals/?utm_campaign=RSS%7CNSNS&utm_source=NSNS&utm_medium=RSS&utm_content=home
