سلولز که به وفور از زیست توده های گیاهی در دسترس است، می‌تواند به مولکول‌هایی تبدیل شود که برای ساختن دسته جدیدی از پلیمرهای قابل بازیافت استفاده می‌شوند تا جایگزین برخی پلاستیک‌ها شوند.
محققان دانشگاه هوکایدو گام مهمی در تلاش برای ساخت پلاستیک های قابل بازیافت و در عین حال پایدار از مواد گیاهی برداشته اند. این یک الزام کلیدی برای کاهش بار آلودگی پلاستیک در محیط است. آنها یک روش راحت و همه کاره برای ساختن انواع پلیمرها از مواد شیمیایی مشتق شده از سلولز گیاهی ایجاد کردند. مهم این است که این پلیمرها را می توان به طور کامل بازیافت کرد.
سلولز یکی از فراوان‌ترین اجزای زیست توده است که از گیاهان به دست می‌آید و بخش مهمی از دیواره‌های سلولی سخت اطراف سلول‌های گیاهی است. می توان آن را به راحتی از ضایعات گیاهی مانند کاه و خاک اره به دست آورد، بنابراین استفاده از آن به عنوان ماده اولیه برای تولید پلیمر نباید دسترسی به زمین های کشاورزی برای تولید مواد غذایی را کاهش دهد. سلولز یک پلیمر پلی ساکارید با زنجیره بلند است، به این معنی که از چندین گروه قند، به ویژه گلوکز، تشکیل شده است که توسط پیوندهای شیمیایی به یکدیگر متصل شده اند.
تیم هوکایدو برای ساخت پلیمرهای جدید خود از دو مولکول کوچک تجاری موجود یعنی لووگلوکوزنون (LGO) و دی هیدرولووگلوکوزنون (سیرن) استفاده کردند که از سلولز ساخته شده اند. آنها فرآیندهای شیمیایی جدیدی را برای تبدیل LGO و Cyrene به انواع پلیمرهای پلی ساکارید غیرطبیعی توسعه دادند. تغییر ساختار شیمیایی دقیق پلیمرها توانایی تولید مواد مختلف برای طیف وسیعی از کاربردهای ممکن را ارائه می دهد.
استادیار فنگ لی، می گوید: “بزرگترین چالش ما کنترل واکنش پلیمریزاسیون بود که مولکول های مونومر کوچکتر را به هم مرتبط می کند، و به دست آوردن مواد پلی ساکاریدی که برای کاربردهای معمولی به اندازه کافی پایدار هستند در حالی که هنوز می توانند توسط شرایط شیمیایی خاص شکسته و بازیافت شوند.” نویسنده متناظر.
لی می افزاید که بزرگترین شگفتی در طول این تحقیق، شفافیت بالای فیلم های پلیمری بود که آنها می ساختند، که ممکن است برای نوع کاربردهای تخصصی که این پلیمرها برای آنها مناسب تر به نظر می رسند، بسیار مهم باشد. پروفسور توشی فومی از نویسندگان این تحقیقات افزود: “از آنجایی که مواد کاملاً سفت و سخت هستند، ممکن است استفاده از آنها به عنوان مواد پلاستیکی انعطاف پذیر مانند کیسه های پلاستیکی دشوار باشد، بنابراین من انتظار دارم که آنها برای مواد با کارایی بالا برای کاربردهای نوری، الکترونیکی و زیست پزشکی مناسب تر باشند.
سایر گروه‌های تحقیقاتی در سراسر جهان نیز در حال بررسی پتانسیل ساخت پلیمرهای جایگزین پلاستیک از گیاهان هستند و برخی از این پلاستیک‌های زیستی در حال حاضر به صورت تجاری در دسترس هستند، اما این گروه فرصت جدیدی را به این حوزه به سرعت در حال توسعه اضافه کرده است.
این تیم اکنون قصد دارد احتمالات بیشتری را بررسی کند، اما تغییرات ساختاری امکان پذیر آنقدر زیاد است که آنها مایلند برای کشف گزینه ها با متخصصان شیمی محاسباتی، هوش مصنوعی و سنتز خودکار نیروهای خود را بپیوندند.
در نتیجه ما امیدواریم این کار طیف گسترده ای از پلیمرهای پلی ساکارید غیرطبیعی مفید را توسعه دهد تا به بخشی از یک حلقه بسته پایدار سنتز از زیست توده با بازیافت کارآمد تبدیل شود.
