مواد و ساخت پیشرفته

در دنیای ما که به سرعت در حال صنعتی شدن است، جستجو برای مواد پایدار هرگز به این ضرورت نبوده است. پلاستیک‌ها که در همه جا در زندگی روزمره وجود دارند چالش‌های زیست‌محیطی قابل‌توجهی را ایجاد می‌کنند که در درجه اول به دلیل منشا سوخت‌های فسیلی و دفع مشکل‌ساز آنها است.

اما اکنون در مطالعه‌ای که توسط تیم جرمی لوترباخر از دانشگاه  پلی‌تکنیک فدرال لوزان انجام شده است، از یک رویکرد پیشگامانه برای تولید پلاستیک‌های با کارایی بالا از منابع تجدیدپذیر رونمایی گشت. این تحقیق که در Nature Sustainability منتشر شده است روش جدیدی را برای ایجاد پلی‌آمیدها با استفاده از یک هسته قندی حاصل از ضایعات کشاورزی معرفی کرده است. پلی‌آمیدها دسته‌ای از پلاستیک‌ها که به دلیل استحکام و دوام معروف هستند. از شناخته‌شده‌ترین آنها می‌توان به نایلون‌ها اشاره نمود.

روش جدید از یک منبع تجدیدپذیر استفاده می‌کند و از سوی دیگر این تحول را به طور موثر و با کم‌ترین تأثیر زیست‌محیطی حصول نموده است. لوترباخر می‌گوید: پلاستیک‌های معمولی مبتنی بر فسیل به گروه‌های آروماتیک نیاز دارند تا به پلاستیک‌هایشان استحکام بخشند. این به آنها ویژگی‌های عملکردی مانند سختی، استحکام و مقاومت در برابر دمای بالا را می‌دهد. در اینجا، ما نتایج مشابهی به دست می‌آوریم اما از ساختار قندی استفاده می‌کنیم که در طبیعت همه جا حاضر است و عموماً کاملاً غیرسمی است، تا خاصیت سفتی و عملکردی را ارائه دهد.

لورنز مانکر نویسنده اصلی این مطالعه و همکارانش فرآیندی بدون کاتالیزور برای تبدیل دی‌متیل گلی‌اکسیلات زایلوز، کربوهیدرات تثبیت شده‌ای که مستقیماً از زیست‌توده مانند چوب یا بلال ذرت ساخته می‌شود به پلی‌آمیدهای با کیفیت بالا را توسعه دادند. این فرآیند به راندمان اتمی چشمگیر 97% می‌رسد، به این معنی که تقریباً تمام مواد اولیه در محصول نهایی استفاده می‌شود که به شدت ضایعات را کاهش می‌دهد.

پلی‌آمیدهای زیستی دارای خواصی هستند که می‌توانند با همتایان فسیلی خود رقابت کنند و جایگزینی امیدوارکننده برای کاربردهای مختلف ارائه دهند. علاوه بر این، مواد انعطاف‌پذیری قابل‌توجهی را از طریق چرخه‌های چندگانه بازیافت مکانیکی نشان دادند و یکپارچگی و عملکرد خود را حفظ کردند که عاملی حیاتی برای مدیریت چرخه عمر مواد پایدار است.

کاربردهای بالقوه برای این پلی آمیدهای نوآورانه بسیار گسترده است، از قطعات خودرو گرفته تا کالاهای مصرفی آن هم با ردپای کربن به میزان قابل‌توجهی کاهش یافته. تجزیه و تحلیل فنی-اقتصادی این تیم و ارزیابی چرخه عمر نشان می‌دهد که این مواد می‌توانند در برابر پلی‌آمیدهای سنتی از جمله نایلون‌ها (به عنوان مثال نایلون 66)، با کاهش پتانسیل گرمایش جهانی تا 75 درصد، قیمت رقابتی داشته باشند.

منبع

ارتباط با ستاد در صفحات تلگرام - اینستاگرام - بله