يُصنع البلاستيك من البترول ومشتقاته، لذلك قرر العلماء معرفة ما إذا كان من الممكن إنشاء مادة مماثلة من نفايات الزيوت النباتية – وقد نجحوا.

قام الباحثون بتحويل زيت الطهي المستعمل إلى بوليستر قابل لإعادة التدوير كيميائيًا – وهو نوع من البلاستيك الاصطناعي – والذي يمكن أن يوفر بديلاً للبولي إيثيلين القائم على الحفريات والمستخدم على نطاق واسع. أنتج العمل أيضًا مادة لاصقة قوية يمكنها ربط صفائح الفولاذ المقاوم للصدأ معًا بإحكام شديد بحيث كان الهيكل المرتبط قادرًا على رفع سيارة سيدان بأربعة أبواب إلى منحدر صغير. ونشرت نتائج الدراسة في مجلة الجمعية الكيميائية الأمريكية.

من زلق إلى لزجة

يعد البولي إيثيلين أكثر أنواع البلاستيك شيوعًا في العالم لأن قاعدته الهيدروكربونية تجعله مقاومًا للغاية للتحلل. لكن هذه الخاصية المفيدة هي في نفس الوقت ناقص كبير للبيئة. منتجات البولي إيثيلين – الأكياس وحاويات المواد الغذائية وأنابيب المياه وما إلى ذلك – لا تتحلل ويصعب إعادة تدويرها، لذا فهي تغذي جبال البلاستيك في مدافن النفايات بل وتوجد في الأماكن سيئة السمعة رقعة القمامة الكبرى في المحيط الهادئ.

لقد حاول العلماء مرارًا وتكرارًا إنشاء مواد لتحل محل البولي إيثيلين، لكن أدائها المتفوق وتكاليف إنتاجها المنخفضة تجعل عملية التحول صعبة. ولكي يكون البديل قابلاً للتطبيق، يجب أن تكون المواد الخام رخيصة الثمن وصديقة للبيئة، ويجب أن يتمتع المنتج النهائي، إن لم يكن متساويًا، بالقوة والتنوع والمتانة.

وفي السياق البيئي، اجتذب زيت الطهي المستعمل اهتمام الباحثين. كل عام، ينتج العالم حوالي 14 مليار لتر من هذا الزيت، والذي لا يستخدم عمليا أبدا – وهذا حجم ضخم يمكن أن يملأ 186000 خزان للسكك الحديدية أو 5600 حمام سباحة.

باستخدام محفز البلاديوم، تم تحويل الأحماض الدهنية غير المشبعة من نفايات الزيوت إلى ديستر C19 طويل السلسلة، والذي تم بعد ذلك اختزاله إلى ديول طويل السلسلة. شكل الكحول الناتج السلسلة الخطية الأساسية اللازمة لمحاكاة البولي إيثيلين. تم تحويل الجلسرين، وهو مكون رئيسي آخر من الزيوت المستعملة، إلى 1.3 ديول متفرع.

من خلال بلمرة المكونات المتفرعة والخطية، أنشأ الباحثون سلسلة من البوليسترات الجديدة (P1-P7) التي تعيد إنتاج خصائص البولي إيثيلين. وقد أظهرت الاختبارات أن هذه البوليسترات تتطابق أحيانًا مع البولي إيثيلين منخفض الكثافة من حيث المرونة والقوة.

إعادة التدوير سهلة

على عكس البولي إيثيلين، الذي يصعب إعادة تدويره، يمكن أن تتحلل البوليمرات الجديدة بسهولة بواسطة المواد الكيميائية، ويعاد تدويرها، وتخلط مع المواد البلاستيكية التقليدية ويتم تصنيعها منها إلى مواد جديدة في ظل ظروف معتدلة. أظهرت البوليمرات المعتمدة على ثنائيات متفرعة خصائص لاصقة متميزة على الأسطح المختلفة، متجاوزة حتى نظائرها التجارية.

ووفقا لمؤلفي العمل، فإن النتائج التي تم الحصول عليها تؤكد إمكانية استخدام زيت الطهي المستعمل كمادة خام واعدة لإنتاج البلاستيك. تتوافق استراتيجية إعادة التدوير القوية مع مبادئ الاقتصاد الدائري وتسلط الضوء على إمكانات الكتلة الحيوية لدفع الابتكار في مجال المواد البلاستيكية المستدامة.