بلاستيك قابل للذوبان في الماء

تم تصنيعه من نشا البطاطا

باحثان من المجموعة أمام المنتج الجديد (جامعة أليكانتي)
باحثان من المجموعة أمام المنتج الجديد (جامعة أليكانتي)
TT

بلاستيك قابل للذوبان في الماء

باحثان من المجموعة أمام المنتج الجديد (جامعة أليكانتي)
باحثان من المجموعة أمام المنتج الجديد (جامعة أليكانتي)

طوّرت مجموعة أبحاث النفايات والطاقة والبيئة وتكنولوجيا النانو بجامعة «أليكانتي» بإسبانيا، آلية لتصنيع مادة بلاستيكية قابلة للذوبان في الماء، تعتمد في تصنيعها على نشا البطاطا. وسيتم طرح هذا المنتج قريباً في السوق من خلال شركة «سوليبين»، التابعة للجامعة.
ووفقاً لأستاذ الهندسة الكيميائي إغناسيو مارتن غولون، فإن هذه المادة الجديدة قابلة للتحلل، لذا فهي مناسبة للاستخدام كغشاء مرن، ويفضّل أن يكون ذلك في الأكياس والتعبئة، ولها مزايا كبيرة على المواد الموجودة.
ونشأ تطوير هذه المادة الجديدة من أطروحة حول نشا اللدائن الحرارية لتطوير مواد مستدامة بيئياً على يد دانيال دومين لوبيز، الرئيس والمدير التنفيذي لشركة «سوليبين»، وكان هدفه أن هذه المادة الجديدة ستقدم مساهمة ذات صلة في التخفيف من التأثير الناجم عن الإدارة السيئة للنفايات البلاستيكية التقليدية لأنها لا تولد مشكلة بيئية في نهاية عمرها الإنتاجي، حيث إنه بسبب سوء إدارة النفايات، ينتهي الأمر بالكثير من النفايات البلاستيكية في النظم البيئية الطبيعية.
وأوضح دومين لوبيز في تقرير نشره 13 مارس (آذار) الماضي الموقع الإلكتروني لجامعة «أليكانتي»، أن استهلاك المواد البلاستيكية في جميع أنحاء العالم قبل وباء «كوفيد - 19»، كان نحو 370 مليون طن متري، وهو رقم يقدّرون أنه قد يتجاوز 400 مليون في السنوات المقبلة بسبب الزيادة في مواد التعبئة والتغليف والمواد ذات الاستخدام الفردي، ومن بين هذه الكمية، قبل الوباء، كان هناك مليونان فقط من المواد البلاستيكية القابلة للتحلل البيولوجي، وبحلول نهاية العقد سيكون هناك ما يقدَّر بثمانية ملايين طن من المواد البلاستيكية القابلة للتحلل حسب الطلب من المستهلكين.
والبلاستيك الذي طوَّره الباحثون مستقرّ للغاية وله معدل انتقال منخفض، وكما أوضح إغناسيو مارتن، فإن الحلول التي تقدمها مجموعته البحثية مخصصة لصناعة المواد البلاستيكية ذات الاستخدام الواحد والتعبئة كبديل مباشر للبدائل التقليدية، وبالإضافة إلى ذلك، تتيح لهم التكنولوجيا الحاصلة على براءة اختراع تقديم مجموعة واسعة من العروض الميكانيكية، ما يمكّنهم من تصميم المنتجات وفقاً لاحتياجات عملائهم.
وتتطلب الطريقة التي طوّرتها مجموعة البحث أن يتم تحويل النشا إلى جيلاتين في وجود مواد ملدنة، عادةً ما تكون الماء وملدنات أخرى ذات نقطة غليان أعلى.
والنشا الملدن، المحاط بجزيئات الملدنات، لديه ميل كبير إلى التراجع، أي إنه يستعيد جزئياً هيكله الأصلي المرتّب، مما يؤدي إلى انخفاض في خصائصه، ومع التكنولوجيا التي طورتها المجموعة، يتم تجنب هذا الترحيل إلى حد بعيد، ما يؤدي إلى إطالة العمر الإنتاجي لهذه المواد دون الإضرار بخصائصها الميكانيكية وقابليتها للتحلل البيولوجي وقابلية الذوبان في الماء.
ويُبدي محمد غريب، أستاذ الكيمياء بجامعة الزقازيق المصرية، إعجاباً بفكرة المنتج، لكنه يشدد على ضرورة إجراء المزيد من التجارب قبل التسويق التجاري له، حتى لا يواجه نفس مشكلات منتجات أكياس بلاستيك حيوي تم الترويج لها على أنها من مواد قابلة للتحلل لكي يتم استخدامها كسماد للأرض، ولكن كانت نسبة المنتجات التي حققت هذا الهدف 10 في المائة فقط.
يقول غريب لـ«الشرق الأوسط»، وفقاً للدراسة التي نُشرت في نوفمبر (تشرين الثاني) الماضي في دورية «حدود الاستدامة»: «كانت 90 في المائة من المنتجات عاجزة عن التحلل، وكان يتم التخلص منها مثل الأكياس التقليدية في مكبات النفايات».


مقالات ذات صلة

علماء ينتجون «نموذج جنين بشري» في المختبر

علوم النموذج تم تطويره باستخدام الخلايا الجذعية (أرشيف - رويترز)

علماء ينتجون «نموذج جنين بشري» في المختبر

أنتجت مجموعة من العلماء هيكلاً يشبه إلى حد كبير الجنين البشري، وذلك في المختبر، دون استخدام حيوانات منوية أو بويضات.

«الشرق الأوسط» (لندن)
علوم الهياكل الشبيهة بالأجنة البشرية تم إنشاؤها في المختبر باستخدام الخلايا الجذعية (أرشيف - رويترز)

علماء يطورون «نماذج أجنة بشرية» في المختبر

قال فريق من الباحثين في الولايات المتحدة والمملكة المتحدة إنهم ابتكروا أول هياكل صناعية في العالم شبيهة بالأجنة البشرية باستخدام الخلايا الجذعية.

«الشرق الأوسط» (لندن)
علوم علماء يتمكنون من جمع حمض نووي بشري من الهواء والرمال والمياه

علماء يتمكنون من جمع حمض نووي بشري من الهواء والرمال والمياه

تمكنت مجموعة من العلماء من جمع وتحليل الحمض النووي البشري من الهواء في غرفة مزدحمة ومن آثار الأقدام على رمال الشواطئ ومياه المحيطات والأنهار.

«الشرق الأوسط» (نيويورك)
علوم صورة لنموذج يمثل إنسان «نياندرتال» معروضاً في «المتحف الوطني لعصور ما قبل التاريخ» بفرنسا (أ.ف.ب)

دراسة: شكل أنف البشر حالياً تأثر بجينات إنسان «نياندرتال»

أظهرت دراسة جديدة أن شكل أنف الإنسان الحديث قد يكون تأثر جزئياً بالجينات الموروثة من إنسان «نياندرتال».

«الشرق الأوسط» (لندن)
علوم دراسة تطرح نظرية جديدة بشأن كيفية نشأة القارات

دراسة تطرح نظرية جديدة بشأن كيفية نشأة القارات

توصلت دراسة جديدة إلى نظرية جديدة بشأن كيفية نشأة القارات على كوكب الأرض مشيرة إلى أن نظرية «تبلور العقيق المعدني» الشهيرة تعتبر تفسيراً بعيد الاحتمال للغاية.

«الشرق الأوسط» (لندن)

الطائرات المُسيّرة... ابتكارات متعددة لتحسين جهود مكافحة الأمراض

الطائرات المُسيرة أداة فعالة لمكافحة الأمراض المنقولة بواسطة البعوض (برنامج البعوض العالمي)
الطائرات المُسيرة أداة فعالة لمكافحة الأمراض المنقولة بواسطة البعوض (برنامج البعوض العالمي)
TT

الطائرات المُسيّرة... ابتكارات متعددة لتحسين جهود مكافحة الأمراض

الطائرات المُسيرة أداة فعالة لمكافحة الأمراض المنقولة بواسطة البعوض (برنامج البعوض العالمي)
الطائرات المُسيرة أداة فعالة لمكافحة الأمراض المنقولة بواسطة البعوض (برنامج البعوض العالمي)

يتنامى دور الطائرات المُسيّرة «الدرونز» في عديد من المجالات، من بينها مجال الصحة العامة ومكافحة الأمراض، حيث تقدم هذه التكنولوجيا حلولاً مبتكرة للوصول إلى المناطق النائية، وتُسهم في تقليل انتشار المرض.

ويمثّل استخدام الطائرات المُسيّرة في مكافحة الأمراض المنقولة بواسطة البعوض تطوراً مهماً في الصحة العامة؛ حيث يجمع بين التكنولوجيا الحديثة والفاعلية في السيطرة على انتشار الأمراض، وحماية صحة الإنسان.

وفي السنوات الأخيرة، استُخدمت الطائرات المُسيّرة لمكافحة الملاريا وحمى الضنك وفيروس زيكا، عبر إطلاق ذكور البعوض العقيمة في المناطق المستهدفة، وتُحلّق الطائرات المزوّدة بصندوق مليء بالبعوض العقيم فوق هذه المناطق، وتطلق الحشرات التي تتزاوج مع الإناث، ما يقلّل من النسل، وهي وسيلة فعّالة وآمنة لتقليل تجمّعات البعوض الناقل للأمراض.

وعلى مدى الأعوام الخمسين الماضية زاد انتشار الأمراض الفيروسية المنقولة بواسطة البعوض، مثل حمى الضنك وزيكا، وتُعدّ بعوضة «الزاعجة المصرية» ناقلاً رئيسياً لهذه الأمراض، وانتشارها تزايَد بسبب التحضر وتغيّر المناخ، ما أطال موسم انتقال الأمراض.

الطائرات المُسيرة يمكنها إطلاق البعوض بشكل آلي (برنامج البعوض العالمي)

ويعيش حوالي 53 في المائة من سكان العالم في مناطق مناسبة لانتقال حمى الضنك، خصوصاً في آسيا وأفريقيا والأميركتين، ما يؤثر على أكثر من 100 دولة.

ولمكافحة حمى الضنك، استخدم باحثون في برنامج البعوض العالمي (WMP) بأستراليا نهجاً مبتكراً، ينطوي على نشر بكتيريا «ولباشيا» في البعوض، التي تمنع انتقال الفيروسات، لكن تطبيق هذه الاستراتيجية على نطاق واسع كان يمثّل تحدياً، بسبب الجهد والوقت، والقدرة على استخدام الطرق اليدوية التقليدية.

نظام آلي

ولإجراء هذه العملية بدقة وأمان طوّر الباحثون ببرنامج البعوض العالمي نظاماً آلياً لنقل البعوض باستخدام الطائرات المُسيّرة، قادراً على حمل 160 ألف بعوضة بالغة، ونُشرت النتائج بعدد 31 يوليو (تموز) 2024 من دورية «Science Robotics».

ويمكن للنظام الآلي إطلاق البعوض في مجموعات صغيرة، كما أنه مزوّد بنظام تحكّم يحافظ على البعوض في حالة تخدير وصحة جيدة حتى يتم إطلاقه في مجموعات من 150 بعوضة.

وفي أول تجربة ميدانية في جزر فيجي جنوب المحيط الهادي وجد الفريق أن الإطلاق الجوي أدّى لتوزيع متساوٍ للبعوض مقارنةً بالطرق التقليدية الأرضية، وفي التجربة الثانية في فيجي انتقلت عدوى «ولباشيا» من البعوض المصاب إلى البعوض البرّي، علاوةً على ذلك نُفّذت هذه العملية عن بُعد بأمان وكفاءة.

يقول الباحث الرئيسي للفريق في برنامج البعوض العالمي، الدكتور جيريمي جيلز، إن استخدام الطائرات المُسيّرة لإطلاق البعوض يحمل العديد من المزايا، أبرزها القدرة على تغطية مناطق واسعة، وبكفاءة أكبر من الطرق اليدوية الأرضية، ما يعزّز فاعلية هذا التدخل.

ويضيف لـ«الشرق الأوسط»: «هذه الطائرات تقلّل من الحاجة إلى استخدام فِرق أرضية كبيرة لنشر البعوض؛ لأنها تتم عن بُعد، ومن ثم تنخفض مخاطر السلامة المرتبطة بالوصول للمناطق الوعرة أو غير الآمنة».

وأشار إلى أن الآلية الجديدة لتوزيع البعوض التي نفّذها الفريق في فيجي يمكن أن تُساهم بشكل كبير في تحسين هذا النهج، ما يُساهم في تعزيز جهود مكافحة حمى الضنك، والأمراض الأخرى المنقولة بواسطة البعوض على نطاق عالمي.

مهام متعددة

ولا يقتصر دور الطائرات المُسيّرة على إطلاق البعوض بشكل آلي، حيث استخدمت خلال السنوات الأخيرة في مهام عدة، منها جمع البيانات حول توزيع وأماكن وجود البعوض، ما يساعد في توجيه جهود المكافحة بشكل أكثر دقةً.

واستُخدمت الطائرات المسيّرة أيضاً لمراقبة البيئات التي يصعب الوصول إليها، مثل المستنقعات والغابات الكثيفة حيث يتكاثر البعوض، ليس ذلك فحسب، بل استُخدمت لتحديد مواقع تكاثر البعوض، من خلال التصوير الجوي وتقنيات التصوير الحراري، في تجارب أُجرِيت في زنجبار وتنزانيا، وهذه البيانات تساعد في استهداف المناطق التي تحتاج إلى تدخل عاجل، سواءً من خلال رشّ المبيدات الحشرية، أو إزالة مواقع المياه الراكدة التي تشكّل بيئة مناسبة لتكاثر البعوض الناقل للأمراض.

كما استعانت بلدان عدة، منها كندا والولايات المتحدة وروسيا، بالطائرات المُسيّرة كذلك في توزيع المبيدات الحشرية بكفاءة على مساحات واسعة، بما في ذلك المناطق التي يصعب الوصول إليها بوسائل أخرى، مثل المستنقعات والمياه الراكدة، وهذه الطريقة تضمن توزيعاً أكثر دقة، ما يقلّل الاستخدام المفرط للمبيدات، ويحُدّ من تأثيرها البيئي السلبي.

ووفق الباحثين، فإن ما يميّز الطائرات المُسيّرة أنها تتيح التدخل السريع في المناطق المتضررة من تفشّي الأمراض، ما يساعد في السيطرة على الوضع بشكل أسرع، وبتكلفة أقل من الطرق التقليدية.