فراتر از نفت: ظهور پلاستیکهای زیست تخریب پذیر از کارخانههای خود طبیعت
تاریخچه پلاستیک
توسعه پلاستیکها با مواد طبیعی که خواص پلاستیک را از خود نشان میدادند آغاز شد. پلاستیکهای مصنوعی مدرن بیش از ۱۰۰ سال پیش اختراع شدند. امروزه پلاستیکها عمدتا از مواد طبیعی مانند سلولز، زغال سنگ، گاز طبیعی، نمک و نفت خام از طریق فرآیند پلیمریزاسیون یا پلی کندنساسیون ساخته میشوند. در آینده، پلاستیکها ممکن است به طور فزایندهای از زباله، مواد تجدیدپذیر یا حتی CO₂ ساخته شوند. پلاستیکها را میتوان به انواع مختلفی طبقه بندی کرد. پلاستیکها همچنین به روشهای مختلفی مورد استفاده قرار میگیرند. باید درمورد اینکه چگونه پلاستیکها در زمینههای متنوعی مانند مراقبتهای بهداشتی و کشاورزی یا ساختمان سازی نقش دارند به آگهی بیشتری برسیم و اینکه چگونه پلاستیکها در ساختن آیندهای ایمن، سالم و سازگار با محیط زیست نقش دارند.
بی اهمیت دانستن پلاستیک کار آسانی است، اینطور نیست؟ پلاستیک در همه جا هست؛ در بسته بندی مواد غذایمان، در نگه داری نوشیدنیهایمان، حتی در ساخت قطعات وسایلی که روزانه استفاده میکنیم. برای دههها، پلاستیک به دلیل دوام و تطبیق پذیری که دارارد، ماده اصلی در ساخت بسیاری از محصولات بوده است. اما همین دوام، بزرگترین بلای آن نیز هست. این مواد مصنوعی نه تنها وقتی که کارمان با آنها تمام میشود، ناپدید میشوند؛ بلکه در محیط زیست باقی میمانند، در محیط اطراف ما انباشته شده و مشکلات زیادی برای اکوسیستمهای ما ایجاد میکنند. اینجاست که بیوپلاستیکها وارد عمل میشوند و نفسی تازه به ما میدهند. بیوپلاستیکها را به عنوان پاسخ طبیعت به مشکل پلاستیک در نظر بگیرید. آنها به گونهای طراحی شدهاند که نه تنها در شرایط طبیعی بسیار آسانتر تجزیه میشوند بلکه بار زیست محیطی مداوم را به میزان قابل توجهی کاهش دهند.
از بین این جایگزینهای سازگار با محیط زیست، پلی هیدروکسی بوتیرات (PHB) بیشتر مورد توجه قرار گرفته است. PHB نوعی بیوپلاستیک است که اساسا یک پلیمر طبیعی به شمار میرود و ثابت شده است که میتواند جایگزین فوق العادهای برای پلاستیکهای سنتی مبتنی بر نفت باشد. نکته جالب در مورد PHB این است که توسط باکتریهای خاصی تولید میشود. این موجودات کوچک آن را به عنوان نوعی ذخیره انرژی داخلی، به ویژه هنگامی که با شرایط استرسزا روبرو میشوند، ایجاد میکنند. این ماده درست در داخل دیوارههای سلولی آنها ذخیره میشود؛ که یک ترفند بیولوژیکی هوشمندانه است. و نوآوری به اینجا ختم نمیشود. ما شاهد پیشرفتهای باورنکردنی در نحوه ساخت این مواد و جنس آنها نیز هستیم. به عنوان مثال، یک خط تولید پیشگام که اخیرا در چین راه اندازی شده است و از نی به عنوان ماده اولیه اصلی خود استفاده میکند را در نظر بگیرید. این فقط یک گام کوچک نیست؛ بلکه یک جهش قابل توجه روبه جلو است، به ویژه به این دلیل که نیاز به محصولات غذایی مانند ذرت را که میتواند هزینهها را افزایش داده و با منابع غذایی رقابت کند، از بین میبرد. شرکت حامی این پروژه، شرکت صنعتی هوبئی شودینگ، زیرمجموعه فناوری پیشرفته زیست مواد شانگهای هانهه، نوعی فناوری را توسعه داده است که یک فناوری پیشگام است.
لیو چانگ، مهندسی که در توسعه فنی این فناوری مشارکت دارد، به تضاد آشکار این فناوری با پلاستیکهای سنتی مشتق شده از نفت اشاره کرد که نه تنها تجزیه ناپذیر هستند، بلکه به آلودگی و نگرانیهای بهداشتی نیز دامن میزنند. حتی پلاستیکهای زیستی ساخته شده از منابع غذایی، اگرچه بهتر هستند، اما میتوانند گران باشند و کاربردهای محدودی نیز دارند. با این حال، هدف این است که بیوپلاستیکهای ساخته شده از نی، مقرون به صرفهتر بوده و پس از افزایش تولید، حتی ارزانتر از پلاستیکهای پتروشیمی باشند. انتظار میرود این بیوپلاستیکها به طور کامل به دی اکسید کربن بی ضرر و آب تجزیه شده و به طور مؤثری به مسئله "آلودگی سفید" بپردازند و راه را برای آیندهای هموار کنند که در آن پلاستیکهای پتروشیمی دیگر به عنوان گزینه اصلی مطرح نباشند.
اما داستان فقط به جایگزینهای پلاستیکی ختم نمیشود. این فرآیند مبتنی بر نی لیگنین با کیفیت بالا، که یکی از اجزای گیاهان است، را نیز تولید میکند که میتواند برای سنتز رزینهای زیستی مورد استفاده قرار گیرد. این رزینها برای تولید مواد پیشرفته مانند کامپوزیتهای فیبر کربن بسیار مهم هستند و کاربردهایی در بخشهای پیشرفته مانند هوافضا و حمل و نقل ریلی دارند. سانگ تائو، بنیانگذار هانهه، بر تقاضای جهانی برای این کامپوزیتها و وابستگی قبلی به واردات به دلیل محدودیت در رزینهای تولید داخل تأکید کرد. رزینهای زیستی تولید شده توسط این گروه آمادهاند تا این شکاف را پر کرده و رقابت پذیری بالایی را در بازار ارائه دهند. سانگ، شرکت هانهه را در سال ۲۰۱۴ تأسیس کرد و آن را به عنوان اولین شرکت چینی متمرکز بر تولید زیستی با استفاده از مواد اولیه غیرغلاتی معرفی کرد. پس از یک دهه تحقیق و اعتبارسنجی صنعتی، آنها موفق شدهاند بر موانع فنی قابل توجهی در پالایش زیستی غلبه کنند. آنها همچنین سیستم فناوری و تجهیزات خود را به گونهای ساختهاند که امکان بومی سازی کل خط تولید را فراهم میکند، که به نوبه خود هزینههای کلی را کاهش داده و صنعت پالایش زیستی را سودآورتر میکند. خود سانگ به عنوان یک نخبه شناخته میشود که بیش از ۵۰ اختراع ثبت شده دارد و یک مرکز تحقیق و توسعه قوی نیز تأسیس کرده است.
تأثیر این تولید زیستی مبتنی بر نی بسیار عمیق است. فراتر از مزایای اقتصادی، نقش حیاتی در دستیابی به اهداف "کربن دوگانه" (کاهش انتشار کربن) ایفا میکند. تخمین زده میشود که یک کارخانه فرآوری ۱۰۰۰ تن زیست توده میتواند سالانه بیش از ۳۰۰۰۰۰ تن از انتشار CO₂ را کاهش دهد، که معادل صرفه جویی در مصرف بیش از ۱۲۰۰۰۰ تن زغال سنگ استاندارد است. علاوه براین، تقاضای قابل توجه برای نی، کشت نی را در مناطقی مانند شیشو و منطقه دریاچه دونگتینگ تشویق میکند. این امر نه تنها از اقتصادهای محلی پشتیبانی میکند، بلکه به احیای اکوسیستمهای تالابی نیز کمک کرده و یک سناریوی برد-برد برای توسعه و حفاظت از محیط زیست ایجاد میکند. این مدلی است که میتواند درسهای ارزشمندی برای توسعه منطقهای گستردهتر مانند کمربند اقتصادی رودخانه یانگ تسه ارائه دهد.
شیشو، با وجود نیزارهای وسیع خود، در حال تبدیل شدن به مرکزی برای این نوع استفاده از منابع طبیعی است. این شهر در حال حاضر شرکتهایی را جذب میکند که با تبدیل نیها به محصولات غذایی و کاغذ، پتانسیل متنوع این منابع طبیعی را به نمایش میگذارند. این فرایند یک نمونه جذاب از چگونگی ارائه راه حلهایی برای برخی از مهمترین چالشهای زیست محیطی و اقتصادی ما توسط نوآوری است که ریشه در طبیعت دارد.
