العلماء يقتربون من الزجاج المستدام والقابل للتحلل

علبة زجاجية يتم تنظيفها وإعادة استخدامها عدة مرات ، ولكن لا تتحلل في البيئة ويمكن أن تجلس فيها مقالب القمامة ل آلاف السنين. حاول فريق من العلماء معالجة هذه المشكلة من خلال تطوير زجاج قابل للتحلل يمكن أن يتحلل بأمان خلال فترة زمنية أقصر بكثير.

في نشرت الدراسة الأسبوع الماضي في المجلة تقدم العلم، فريق في معهد هندسة العمليات التابع للأكاديمية الصينية للعلوم يصف كيف يفعلون ذلك صمموا ما يسمونه الزجاج القابل للتحلل الحيوي المصنوع من الأحماض الأمينية أو الببتيدات. الفكرة هي أن هذه العتاد سيكون لها أقل تأثير على البيئة من الزجاج التقليدي.

الكثير من الزجاج المصنع اليوم مصنوع من جيروالرمل وكربونات الصوديوم. يمكن إعادة استخدام هذا الزجاج أو صهره وإعادة تدويره إلى عنصر جديد ، ولكنه غير قابل للتحلل. ولكن من خلال اختبارات مختلفة ، فإن وجد الباحثون أن يمكن أن يتحلل الزجاج القابل للتحلل في غضون أسابيع قليلة أو عدة أشهر ، حسب البيئة يتعرض ل.

اختبر الباحثون الخرز الزجاجي المصنوع من الزجاج القابل للتحلل في بيئات متعددة. قاموا بتعريض حبات زجاجية للإنزيمات في المختبر. حبات مصنوعة من الأحماض الأمينية-زجاج مشتق تعطلت في المحلول بعد حوالي يومين فقط ؛ رانهارت حبة زجاجية مصنوعة من الببتيدات في حوالي خمسة شهور.

وضعت حبات زجاجية مصنوعة من الببتيدات أيضا تحت الجلد الفئران ، وركان انهيار الخرزة وعملية التئام الجلد لوحظ لمدة 30 يومًا. يوضح رسم تخطيطي من الدراسة كيف قامت أجسام الفئران بتفكيك الخرزات. في ذلك الشهر ، الزرع الزجاجي المذاب تحت الجلد ، التئام موقع الشق ، و نما الفراء مرة أخرى حيث تم القطع. كتب الباحثون في ورقتهم: “طوال فترة التجربة ، لم تظهر أي فئران أي سلوك مرتبط بالألم قد يكون ناتجًا عن زرع الزجاج ، ولم يتعرض أي منهم لفقدان واضح في الوزن”.

هم وضعوا أيضا على gحبات معشوقة في سماد التربة لمراقبة المدة التي ستستغرقها لينهار عاطفيا. الحمض الأميني-ديمزق حبة تتحلل في ثلاثة أسابيع ، في حين أن الببتيد القائم خرزة انهارت بعد حوالي سبعة ونصف شهور حسب الدراسة.

على الرغم من أن الأحماض الأمينية تتحلل مع مرور الوقت في البيئة ، هذا الزجاج القابل للتحلل الحيوي ليس متينًا مثل الزجاج التقليدي ، لأن الببتيدات والأحماض الأمينية يمكن أن تتحلل بسرعة في الحرارة. لمكافحة هذاقام الباحثون بتعديل الأحماض الأمينية والببتيدات كيميائيًا باستخدام إجراء التبريد بالتسخين المستخدم في تصنيع الزجاج. يحدث هذا عندما يتم تسخين مواد الزجاج لتصبح ناعمة وطرية ثم يبرد بسرعة. من المهم الإشارة إلى أن هذه الدراسة هي مجرد خطوة واحدة في إنشاء المزيد من الزجاج القابل للتحلل الحيوي – هذه المادة ليست جاهزة للطرح في السوق.

يان شيويهاي ، الأستاذ المشارك في الدراسة ، قال في أ بيان صحفي أن “الزجاج الجزيئي الحيوي هو حاليًا في مرحلة المختبر ، وبعيدًا عن التسويق على نطاق واسع.”

بينما ننتظر الزجاج الذي يتحلل بيولوجيًا ، تجد بعض المجموعات طرقًا لإعادة توظيفها الزجاج الذي من شأنه أن يجلس في مكب النفايات. في لويزيانا ، مجموعة تسمى يجمع Glass Half Full قوارير زجاجية ويعيد تدويرها إلى رمل التي يمكن استخدامها لاستعادة الشواطئ المتآكلة وإنشاء أكياس الرمل للاستعداد للكوارثنشوئها.