يُعدّ التقاط ثاني أكسيد الكربون وتخزينه ضروريًا لتقليل انبعاثاته في الغلاف الجوي. لكن إعادة تدويره لإنتاج بلاستيك صديق للبيئة أمرٌ جديدٌ يُجري الباحثون تجاربَ عليه. فقد طوّر فريقٌ بقيادة كيميائيين من جامعة لييج طريقةً مبتكرةً لإنتاج بلاستيك قابل لإعادة التدوير باستخدام ثاني أكسيد الكربون.
نجح الكيميائيون في جامعة لييج في ابتكار تقنية رائدة في إنتاج البولي يوريثين باستخدام ثاني أكسيد الكربون إنتاج مواد بلاستيكية مبتكرة وقابلة لإعادة التدوير بدرجة كبيرةتم الإبلاغ عن تقنية جديدة لإنتاج بلاستيك البولي يوريثين القابل لإعادة التدوير بسهولة في دراسة أجراها باحثون في جامعة لييجبالتعاون مع جامعة مونس وجامعة إقليم الباسك.
كيميائي في مركز التعليم والبحث في الجزيئات الكبيرة (CERM) بجامعة لييج، كريستوف ديتريمبلوريشرح، هذا الرقم مذهل، ولكنه ليس مفاجئًا، فالبلاستيك، المعروف أيضًا بالبوليمرات الصناعية، حقق نجاحًا كبيرًا بفضل خصائصه التي لا غنى عنها: فهو خفيف الوزن، ورخيص الثمن، ومتعدد الاستخدامات بشكل لا يُصدق. ومع ذلك، فإن صعوبة إعادة تدويره، أو حتى استحالة إعادة تدويره في حالة المواد الصلبة بالحرارة، له عواقب وخيمة.
أحدثت المواد البلاستيكية السلعية ثورةً في الصناعات حول العالم. من البناء والملابس إلى المركبات وتغليف المواد الغذائية، أصبحت هذه المواد البلاستيكية جزءًا لا يتجزأ من حياتنا اليومية. في الواقع، قُدِّر استخدامها العالمي في عام ٢٠١٩ وحده بنحو ٤٦٠ مليون طن.
إن عدم القدرة على إعادة تدوير البلاستيك لا يؤدي فقط إلى استنفاد الموارد الأحفورية المستخدمة في إنتاجه، بل يؤدي أيضًا إلى إطالة أمد وجوده في الطبيعة والمحيطات. من الضروري لمجتمعنا أن يطور وينتج بسرعة مواد بلاستيكية قابلة لإعادة التدوير بسهولة عند انتهاء عمرها الافتراضي.
طالب دكتوراه في CERM والمؤلف الأول للمقالة، توماس هابيتسيشرح، الميزة المميزة لهذا النهج هي استخدام ثاني أكسيد الكربون (CO2) - وهو هدر رمزي رئيسي في مجتمعنا - كمادة خام لإنتاج وحدات البناء، أو المونومرات، اللازمة لتصنيع هذه المنتجات الجديدة. يمكن تعديل بنية المونومرات بسهولة، مما يُتيح إنتاج بلاستيك ذي خصائص متنوعة، بدءًا من الإيلاستومرات عالية المرونة مثل السيليكونات، ووصولًا إلى مواد أكثر صلابة مثل البوليسترين.
على عكس البلاستيك المصنوع من سلاسل جزيئية طويلة، فإن هذه البلاستيكات المستدامة من ثاني أكسيد الكربون بنية كيميائية فريدة التي تُشكّل شبكة ثلاثية الأبعاد. هذه الخاصية، الموجودة عادةً في المواد الصلبة بالحرارة التي يصعب إعادة تدويرها، تمنحها تعزيز المتانة والمقاومة.
تتميز البولي يوريثانات المُطوّرة من إعادة تدوير ثاني أكسيد الكربون بروابط كيميائية ديناميكية مبتكرة. هذا يعني أنه على الرغم من تركيبها الحراري الصلب، فإنها يمكن إعادة تشكيلها بسهولة من خلال تبادل الروابط الكيميائية في ظل ظروف تفاعل معتدلة.
انظر أيضا: نهاية واعدة للاعتماد على البلاستيك مع البوليمر القابل لإعادة التدوير
استخدم الفائدة الرئيسية إن ما يميز هذه التكنولوجيا الجديدة هو قدرتها على توسيع نطاق الخصائص التي يمكن الوصول إليها، مع توفير العديد من الطرق لإعادة تدوير المواد في نهاية عمرها الافتراضي.
يوضح هابيتس، "يمكن إعادة تدوير هذه المواد البلاستيكية الجديدة بطرق متعددة، إما عن طريق إعادة تشكيلها ببساطة عن طريق تسخينها، أو عن طريق خلط أنواع مختلفة من البلاستيك لإنشاء مواد هجينة ذات خصائص جديدة، أو عن طريق تقسيمها إلى جزيئاتها المكونة، وهو أمر مثالي للتخلص من المواد المضافة مثل الأصباغ أو إعادة تدوير المركبات."
مع التركيز على التصنيع المستقبلي لتثمين ثاني أكسيد الكربون، هذه الدراسة يسلط الضوء على الاستخدام المباشر لنفايات ثاني أكسيد الكربون كمورد كيميائي قيّم. يقول كريستوف ديتريمبلور: "هذه هي الدراسة الأولية الأولى التي تستخدم كتل البناء والبلاستيك الجديدة لدينا، ولكن من المثير للدهشة أن نرى أن موادنا يمكن أن تصل بالفعل إلى خصائص مماثلة لتلك الموجودة في بعض البلاستيكات التقليدية المشتقة من البترول."
يعتبر إعادة تدوير ثاني أكسيد الكربون لإنشاء بلاستيك صديق للبيئة من خلال هذه التكنولوجيا الجديدة بمثابة حل محتمل، حيث يمتلك القدرة على تطوير البلاستيك المستدام مع مجموعة واسعة من الخصائص، تلبي بسهولة متطلبات تطبيقاتنا اليومية.
مصدر: نحو مواد صلبة حرارية قابلة لإعادة التدوير تعتمد على ثاني أكسيد الكربون
