1
آنچه تا دیروز در تاکستان‌ها هرس و سوزانده می‌شد، به‌زودی می‌تواند مواد غذایی شما را بپوشاند و سپس بدون هیچ ردی ناپدید شود. دانشمندان موفق شده‌اند فیلمی زیست‌تخریب‌پذیر از شاخه‌های هرس‌شده تاک تولید کنند که شبیه پلاستیک عمل می‌کند، اما تنها در کمی بیش از دو هفته تجزیه می‌شود.
این دستاورد حاصل همکاری دانشگاه ایالتی داکوتای جنوبی (SDSU) با رهبری دکتر سرینیواس جاناسوامی و متخصص تاک آن فنل است.
فیلم سلولزی از شاخه‌های تاک
ویژگی‌های فیلم جدید
آخرین نتایج نشان می‌دهد فیلم‌های تولیدشده از سلولز استخراج‌شده از شاخه‌های تاک، شفاف، مقاوم و بسیار سریع تجزیه‌پذیر هستند. تیم تحقیقاتی شاخه‌ها را از تاکستان تحقیقاتی دانشگاه برداشت و طبق یک پروتکل خاص آن‌ها را به فیلم‌هایی در سطح استاندارد بسته‌بندی تبدیل کرد.
مشکل پلاستیک در جهان
بیشتر بسته‌بندی‌ها تنها یک‌بار استفاده شده و سپس دور ریخته می‌شوند. این مواد که از نفت ساخته می‌شوند، برای قرن‌ها در خاک و اقیانوس باقی می‌مانند. بخش ناچیزی بازیافت می‌شود و ذرات میکرو و نانوپلاستیک از آن جدا شده و در محیط پخش می‌شوند.
انسان و حیات‌وحش این ذرات را استنشاق یا بلع می‌کنند و این ذرات حتی اخیراً در بدن انسان هم یافت شده‌اند. اثرات بلندمدت آن هنوز ناشناخته است. جزیره زباله اقیانوس آرام نماد این بحران جهانی است.
شاید یکی از بدترین نمونه‌ها در زندگی روزمره، کیسه پلاستیکی نازک فروشگاهی باشد؛ سبک، ارزان و کاربردی است، اما بازیافت آن سخت و رهاسازی در طبیعت آسان است. جایگزینی این کیسه‌ها با موادی که مانند پلاستیک عمل کنند اما سریع تجزیه شوند، می‌تواند مسیر مدیریت زباله را تغییر دهد.
چشم‌انداز بسته‌بندی سلولزی
آزمایشگاه جاناسوامی این مشکل را با استفاده از محصولات جانبی کشاورزی هدف قرار داده است. او پیش‌تر از پوست آووکادو، پوسته سویا، یونجه، علف سوئیچ، تفاله قهوه، بلال ذرت و پوست موز سلولز استخراج کرده است.
این پلیمر بازیافتی برای ساخت فیلم‌هایی استفاده می‌شود که مانند بسته‌بندی‌های رایج عمل می‌کنند. به گفته جاناسوامی، «با استخراج سلولز از محصولات کشاورزی، می‌توان محصولات باارزش‌افزوده تولید کرد.»
تبدیل شاخه‌های انگور به بسته‌بندی
ایده استفاده از شاخه‌های تاک پس از یک سخنرانی در دانشگاه شکل گرفت. فنل، استاد علوم گیاهی، می‌دانست که شاخه‌ها سرشار از سلولز هستند و هر زمستان به‌طور انبوه تولید می‌شوند. بیشتر آن‌ها خرد و به خاک برگردانده یا سوزانده می‌شوند.
او گفت: «هر سال بخش بزرگی از زیست‌توده تاک را هرس می‌کنیم. این شاخه‌ها یا روی زمین خرد و دوباره به خاک برگردانده می‌شوند یا در برخی مناطق سوزانده می‌شوند. ایده من این بود که چرا از این‌ها برای ساخت فیلم‌های باارزش استفاده نکنیم؟»
برخلاف برخی مواد دیگر که آب زیادی دارند، شاخه‌های خشک زمستانی سرشار از سلولز با رطوبت کم هستند و همین آن‌ها را ماده‌ای فراوان و ایده‌آل برای کار می‌کند.
تیم تحقیقاتی شاخه‌ها را خشک و آسیاب کرد، سپس سلولز شبیه پنبه را استخراج و محلول آن را روی صفحات شیشه‌ای ریخت تا به ورقه‌های نازک و یکنواخت تبدیل شود. نتیجه شبیه فیلم شفاف بسته‌بندی بود.
مقاوم اما سریع تجزیه‌شونده
آزمایش‌ها نشان دادند این فیلم‌های انگور ترکیبی کم‌نظیر از ویژگی‌ها را دارند:
- شفافیت بالا که در قفسه فروشگاه مهم است و امکان دیدن کیفیت محصول را بدون باز کردن بسته فراهم می‌کند.
- استحکام بالا که در تست‌های کششی حتی از کیسه‌های پلاستیکی رایج بهتر عمل کرده است.
- تجزیه در خاک طی تنها 17 روز بدون باقی گذاشتن اثرات مضر.
سلولز فراوان‌ترین پلیمر آلی روی زمین است و بخش اصلی دیواره سلولی گیاهان را تشکیل می‌دهد. ازآنجاکه چوب و پنبه سرشار از آن هستند، این منبع تجدیدپذیر و فراوان معمولاً به‌عنوان ضایعات هدر می‌رود. استفاده از این محصولات جانبی ارزش‌افزوده ایجاد می‌کند بدون آنکه زمین یا آب بیشتری مصرف شود.
بسته‌بندی طراحی‌شده برای تجزیه طبیعی
فیلم‌های سلولزی گامی بزرگ به سمت کیسه فروشگاهی هستند که در طبیعت باقی نمی‌ماند. با انتخاب منابع گیاهی مختلف، می‌توان شفافیت، استحکام و نحوه استفاده را تنظیم کرد. شاخه‌های انگور به دلیل خشکی، تراکم بالای سلولز و فراوانی، عملکرد و قابلیت پردازش ایده‌آلی دارند.
به گفته جاناسوامی، «استفاده از شاخه‌های هرس‌شده تاک به‌عنوان منبع سلولز برای فیلم‌های بسته‌بندی، هم به مدیریت پسماند کمک می‌کند و هم بحران جهانی آلودگی پلاستیک را هدف می‌گیرد. توسعه فیلم‌های دوستدار محیط‌زیست از سلولز انگور رویکردی عملی برای پایداری است که منابع را حفظ و به اقتصاد زیستی چرخه‌ای کمک می‌کند.»
گام‌های بعدی برای بسته‌بندی انگوری
تولید انبوه نیاز به تأمین پایدار مواد اولیه، استخراج کارآمد و خطوط تولید منطبق با استانداردهای تماس با مواد غذایی دارد. فروشندگان به دنبال کیفیت یکنواخت و مصرف‌کنندگان به دنبال قیمت رقابتی و حس آشنای محصول هستند. داده‌های اولیه نویدبخش است.
از آنجا که بسته‌بندی همچنان وابسته به منابع فسیلی است، نرخ بازیافت پایین مانده و نگرانی درباره میکروپلاستیک‌ها رو به افزایش است، نیاز به جایگزین‌های پایدار بیش از پیش احساس می‌شود.
فیلم بسته‌بندی ساخته‌شده از شاخه‌های تاک که تنها در 17 روز ناپدید می‌شود، شاید همه مشکل را حل نکند، اما گامی عملی به سوی قفسه‌ها، سطل‌های زباله و اقیانوس‌های پاک‌تر است.