تولید پلاستیك از صمغ درخت كاج
حیوان خانگی: خراسان رضوی پژوهشگران دانشگاه ایالتی فلوریدا پلاستیکی برمبنای صمغ کاج تولید کردند که تغییری بالقوه برای آینده مواد پایدار می باشد.
به گزارش نیوز وایز، طی ۱۰۰ سال گذشته، پلاستیک ها و پلیمرها نحوه عملکرد جهان را تغییر داده اند، از هواپیما و اتومبیل گرفته تا کامپیوتر و تلفن های همراه بطور تقریبی همه از ترکیبات مبتنی بر سوخت فسیلی تشکیل شده اند. کشف گروه تحقیقاتی دانشگاه ایالتی فلوریدا از یک پلاستیک جدید مشتق شده از صمغ کاج می تواند یک رویداد تحول آفرین برای مواد پایدار جدید باشد.
جاستین کنمور، دانشیار شیمی و بیوشیمی، محقق اصلی تحقیق درمورد جزییات کشف جدید اظهار نمود: این تحقیق گامی مهم در جهت تولید پلاستیک های جدید و دروازه ای است که می تواند منجر به تولید چندین ماده جدید شود.
کنمور بیان کرد: آنچه ما هم اکنون می دانیم این است که پلاستیک، شیشه ای و از لحاظ حرارتی پایدار می باشد، می تواند در دمای بالا ذوب شده و شکل بگیرد و در دمای محیط، سرد شود و به یک پلاستیک سخت تبدیل گردد. یکی از اهداف بعدی آگاهی یافتن از تعدادی از خصوصیات مکانیکی این پلیمرهاست. بااین حال، این ماده دارای خاصیت های ساختاری بسیاری است و انعکاسی از پلاستیک هایی است که ما هر روز استفاده می نماییم، بدین سبب نوید خیلی از کاربردها را می دهد.
وی افزود: «امروزه ۹۹ درصد پلاستیک ها از سوخت های فسیلی محدود با افزایش تقاضا و محدودیت دسترسی جغرافیایی تولید می شوند. تولید مواد از منابع تجدیدپذیر و خصوصاً صمغ کاج که ممکنست بدون از بین بردن درخت برداشته شود تلاشی قابل توجه است.»
آلفا پینن، فراوان ترین مولکول تولید شده از صمغ کاج قابلیت تبدیل شدن به پلاستیک را دارد بدین سبب هم اکنون کاربردهای محدودی دارد. این ماده اولیه در پاک کننده ها و حلال های پایه سقز یافت می شود. مارک یارولیمک، دانشجوی دکترای دانشگاه ایالتی فلوریدا در رشته شیمی پلیمر که هدایت این تحقیق را بر عهده داشت، ابتدا آلفا-پینن را بصورت مصنوعی اصلاح کرد تا ترکیبی به نام دلتا پینن تهیه نماید.
وی اظهار داشت: «من آلفا-پینن را تحت مجموعه ای از واکنش های شیمیایی، تصفیه های گوناگون و چند آزمایش و خطا قرار دادم که در نهایت در تبدیل آن به دلتا-پینن موفقیت آمیز بود. هنگامی که ما دلتا پینن مایع خالص را بدست آوردیم، آنرا بوسیله یک واکنش نهایی شیمیایی به پلی دلتا پینن تبدیل کردم.»
یارولیمک و هیتر بوکبیندر که پیش از فارغ التحصیلی با مدرک لیسانس فیزیولوژی ورزشی، در سال ۲۰۲۰ بعنوان محقق دوره لیسانس در این پروژه فعالیت می کردند، طیف وسیعی از «پلیمریزاسیون» (واکنش های شیمیایی برای تبدیل مولکول های مایع کوچک به مولکول های بزرگ جامد) را انجام دادند تا میزان کارایی این مولکول را در تبدیل شدن به پلاستیک آزمایش نمایند.
این آزمایش ها شامل اندازه گیری میزان تبدیل دلتا-پینن به پلاستیک در یک واکنش منفرد، میزان توانایی پژوهشگران در کنترل رشد مولکول و تاثیر متغیر بودن شرایط بر روی مواد بود. آنان همین طور خصوصیات مختلف مواد پلاستیکی مانند درجه حرارت ذوب شدن پلیمر و میزان حرارت قابل تحمل آن پیش از تجزیه و همین طور بررسی ساختار مولکولی مواد را مشخص کردند.
برایانا کویا، محقق تحصیلات تکمیلی در گروه کنمور، همزمان دلتا-پینن را تجزیه وتحلیل کرد تا بفهمد دلتا-پینن دارای خواص ترمودینامیکی مناسب برای انجام پلیمریزاسیون است یا خیر. کویا با بهره گیری از منابع مرکز محاسبات تحقیقاتی دانشگاه ایالتی فلوریدا، محاسبات نظریه تابعی چگالی را انجام داد و نتایج محاسباتی او به خوبی با یافته های آزمایشی یارولیمک و بوکبیندر برابر بود.
یارولیمک اظهار نمود: تبدیل این مولکول های زیست توده به پلاستیک های جدید با عملکرد مشابه برای ادامه زندگی ما لازم است.
وی ادامه داد: تغییر در پلاستیک های زیست بنیان به ما این امکان را می دهد که به سمت آینده حرکت نماییم.
کنمور اشاره کرد: ساخت پلاستیک های جدید زیست بنیان تنها نیمی از راه است، مورد دیگر سرنوشت نهایی پلاستیک است. برای این ماده با کارایی بالا، ماندگاری کوتاه از تجزیه زیستی نامطلوب خواهد بود اما هنوز هم به راهی برای بازیافت نیاز دارد و ممکنست به مفهوم توسعه فرآیندهای تجزیه بوسیله یک محرک شیمیایی باشد.
در تحقیقات ما بر روی هر دو مورد سرمایه گذاری شده است. ما مواد جدیدی می سازیم همین طور درحال بررسی قابلیت بازیافت مواد شیمیایی آنها هستیم. این پلاستیک جدید را ساختیم اما این فقط شروع کار است همین طور باید یاد بگیریم که چگونه پلاستیک را از بین ببریم و برنامه هایی برای شروع تحقیق درمورد آن داریم.
بوکبیندر اشاره کرد: عضو شدن در این گروه تحقیقاتی شاید یکی از آموزشی ترین و جالب ترین تجربیاتی بود که در طول مدت حضورم در دانشگاه ایالتی فلوریدا داشتم. به نظر من، تجربه عملی جذاب ترین راه برای یادگیری است و یک اثر طولانی مدت دارد. من در مورد تحقیق و نقش خودم در این تجربه تا آخر زندگی ام صحبت خواهم کرد.
یافته های این تحقیق در مجله ACS Macro Letters منتشر گردید.
منبع: petiab.ir
این مطلب را می پسندید؟
(1)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب