اكتشف العلماء فطريات الحديقة التي يمكنها تحطيم البلاستيك الصلب في 140 يومًا فقط: ScienceAlert
[ad_1]
ما يقرب من ثلث نفايات البلاستيك في العالم عبارة عن مادة البولي بروبيلين ، وهي مادة بلاستيكية صلبة تستخدم في صناعة أغطية الزجاجات وتغليف المواد الغذائية التي يمكن أن تستغرق مئات السنين لتتحلل. ولكن الآن ، استغل العلماء سلالتين من الفطريات الموجودة في التربة لتحطيم عينات البولي بروبلين في المختبر في 140 يومًا فقط.
الفطر ، الرشاشيات الأرضية و ألبوم طب الأسنانصنع وجبة من البلاستيك في التجارب المعملية: تم التهام ما بين 25 و 27 في المائة من العينات بعد 90 يومًا ، وتحلل البلاستيك تمامًا بعد 140 يومًا ، حسبما أفاد الباحثون.
ووصف فريق العلماء الأسترالي الذي أشرف على الدراسة ، بقيادة طالبة الدراسات العليا أميرة فرزانا صامات ، عملهم بأنه “نقطة انطلاق مهمة” في تصميم طرق بيولوجية عملية للتعامل مع النفايات البلاستيكية.
قال المهندس الكيميائي في جامعة سيدني علي عباس لمراسل التكنولوجيا في هيئة الإذاعة الأسترالية داني تران: “إنه أعلى معدل تدهور تم الإبلاغ عنه في الأدبيات التي نعرفها في العالم”.
في حين أنه قد يكون رقمًا قياسيًا لسرعة الفطريات ، إلا أن البكتيريا التي تمضغ البلاستيك المكتشفة مؤخرًا في كومة السماد تمكنت من تحطيم 90 في المائة من مادة البولي إيثيلين تيرفثالات أو البولي إيثيلين تيريفثاليت ، في غضون 16 ساعة فقط. لكن القليل من المنافسة الصحية أمر جيد ؛ هذه هي الطريقة التي يعمل بها التطور.
حتى الآن ، تم العثور على أكثر من 400 من الكائنات الحية الدقيقة التي تكسر البلاستيك بشكل طبيعي ، وتجذب الفطريات قدرًا كبيرًا من الاهتمام لتعدد استخداماتها وقدرتها على تحطيم جميع أنواع الركائز الاصطناعية بمزيج قوي من الإنزيمات.
يوضح عالم الأحياء المجهرية دي كارتر من جامعة سيدني: “تشير الدراسات الحديثة إلى أن بعض الفطريات يمكنها حتى تكسير بعض” المواد الكيميائية الدائمة “مثل PFAS ، لكن العملية بطيئة وغير مفهومة جيدًا بعد”.
على المستوى الكيميائي الأساسي ، البلاستيك عبارة عن سلسلة من ذرات الكربون مزينة بسلاسل جانبية مختلفة تعطي كل نوع من البلاستيك خصائصه الخاصة. يجب أن تكون إعادة تدوير البلاستيك ، من الناحية النظرية ، بنفس سهولة تفكيك الوحدات الفرعية المتكررة التي يتكون منها البلاستيك وإعادة تجميعها في شيء جديد.
ولكن هناك العديد من الأنواع المختلفة من البلاستيك التي عند رميها وخلطها مع مواد أخرى كنفايات ، يكاد يكون من المستحيل فصلها وإعادة تدويرها. يتم حرق معظم النفايات البلاستيكية أو دفنها.
يقول عباس: “نحن بحاجة إلى دعم تطوير تقنيات إعادة التدوير التخريبية التي تعمل على تحسين دائرية البلاستيك ، وخاصة تلك التقنيات التي تحركها العمليات البيولوجية”.
أظهرت التجارب المعملية أنه يمكن للفطرين معًا تكسير حبيبات البولي بروبلين والأغشية الرقيقة ، جنبًا إلى جنب مع صفائح البولي بروبيلين المطلية بالألمنيوم.
بينما لا يعرف الباحثون حتى الآن بالضبط كيف هضمت الفطريات البلاستيك – قد يكون هذا هو محور البحث المستقبلي – فإن الفكرة هي أن الفطريات تقسم المواد مثل البلاستيك إلى جزيئات أبسط يمكن أن تمتصها أو تفرزها بعد ذلك.
كما ترون في الصورة أدناه ، أصبح البلاستيك الأملس عادة مثقوبًا لأن الفطريات تقوم بعملها القذر.
تتطلب الطريقة خطوة معالجة مسبقة بالأشعة فوق البنفسجية أو الحرارة أو كاشف كيميائي لإضعاف مادة النفايات حتى تتمكن الفطريات من مهاجمتها. تحاكي هذه الخطوة الظروف البيئية اللازمة للفطريات لتلتصق بالبلاستيك وتكسرها وهي مصممة لجعل عملية التحلل أكثر كفاءة.
يقول عباس إن طريقته يمكن توسيع نطاقها مثل أي عملية تخمير ، لكنه يضيف أن فريقه لم يقم بعد بتحسين الظروف التجريبية للعمل على نطاق صناعي. كما يقول إن الطريقة لا تحل محل الجهود المبذولة لتقليل النفايات البلاستيكية.
يتمثل أحد القيود الشائعة المتوقعة بين ميكروبات تمزيق البلاستيك في أنها تكافح لتحطيم أشكال أكثر بلورية من البلاستيك المستخدم في المنتجات التجارية ، بالإضافة إلى أنواع أخرى من النفايات البلاستيكية.
تشمل الخطوات التالية للباحثين بناء نموذج أولي على الطاولة ، واختبار التعديلات لتسريع العملية ، وتقييم الجدوى الاقتصادية والتأثير البيئي لاستخدام طريقتهم على نطاق تجاري.
ومع ذلك ، غالبًا ما يكون طريقًا وعرًا من التجارب على طاولة المختبر إلى تطوير منتج جاهز تجاريًا.
آخر مرة سمعناها في عام 2015 ، كان الباحثون الذين وضعوا نموذجًا أوليًا لجهاز يشبه الجرم السماوي يسمى Fungi Mutarium ، والذي يحول النفايات البلاستيكية إلى منتج آمن وصالح للأكل باستخدام نوعين من الفطريات ، يواصلون عملهم لتسريع عملية الانهيار.
في الآونة الأخيرة ، كان العلماء منشغلين بإيجاد طرق لإخراج البلاستيك الحيوي المفيد من الهواء ، وإنشاء مواد بلاستيكية قابلة لإعادة التدوير من مادة الغراء الفائق بدلاً من النفط الخام ، وتحويل البوليمرات البلاستيكية إلى وقود سائل مرة أخرى.
ستحتاج هذه الاكتشافات المثيرة إلى المزيد من العمل إذا كانت ستحدث تأثيرًا حقيقيًا في الكميات الهائلة من النفايات البلاستيكية المتراكمة بسرعة.
تم نشر البحث في npj: تدهور المواد.
Source link
