توليد پلاستيک در مزارع سيب زميني، نگاهي به مزيت هاي استفاده از پلاستيک هاي تجزيه پذير، اعتماد

ترجمه؛زينب همتي

فقط در انگلستان سالانه شش ميليون تن پلاستيک توليد مي شود. اغلب پلاستيک ها نيز بسيار بادوامند و صدها سال طول مي کشد تا تجزيه شوند. اگر روميان باستان نيز پلاستيک توليد مي کردند، بقاياي پلاستيک هاي توليدي آنان تا امروز باقي مي ماند. اگر نمي خواهيم نوه هايمان روي تلي از پلاستيک هاي کهنه زندگي کنند، بايد فکري به حال اين مساله بکنيم.

يکي از گزينه هاي موجود، بازيافت پلاستيک و استفاده مجدد از بطري هاي مستعمل است، اما اين کار از لحاظ انرژي به صرفه نيست و استفاده از بطري هاي دست اول کم هزينه تر است.

سوزاندن پلاستيک هاي کهنه براي توليد انرژي نيز يک گزينه ديگر است، اما گازهاي آزادشده از بعضي انواع پلاستيک ها بسيار سمي است. شايد بهترين گزينه استفاده از پلاستيک هاي تجزيه پذير باشد، به ويژه اينکه پلاستيک هايي که به عنوان بسته بندي مورد استفاده قرار مي گيرند، کثيف شده و قابل استفاده دوباره نيستند.

روي برچسب بسياري از پلاستيک ها عبارت تجزيه پذير را مشاهده مي کنيم، اما اين مواد در حقيقت به قطعات بسيار ريزي تبديل مي شوند که مي توانند بر کيفيت خاک يا زندگي جانداراني همانند کرم خاکي اثر بگذارند. بعضي از انواع اين پلاستيک ها واقعاً تجزيه پذيرند، اما بسياري ديگر به دليل استفاده از کاتاليزورها، مواد سمي از خود ايجاد مي کنند. يکي از انواع پلاستيک که تجزيه پذير است و هيچ گونه مواد خطرناکي از خود برجاي نمي گذارد، PHB يا پلي هيدروکسي بوتيرات نام دارد.

حشرات پلاستيک مي سازند

عبارت «حشرات پلاستيک مي سازند» در ابتداي دهه 80 که PHB به طور تجاري ساخته شد، به تيتر اول مطبوعات تبديل شد. پلاستيک ها را اغلب از نفت تهيه مي کنند، اما اين نوع که طبيعي است، پيوسته توسط باکتري ها ساخته مي شود و توليد آن نيز محدوديتي ندارد. تقريباً همه انواع باکتري ها انرژي را به صورت چربي در خود ذخيره مي کنند تا در موقع لزوم در دسترس شان باشد. وقتي چربي اين باکتري ها استخراج شود، به ماده پليمري جامدي تبديل مي شود که به پلاستيک هاي قديمي مثل پلي تن بسيار شبيه است. براي آنکه بتوانيم PHB را در مقياس زياد توليد کنيم، کافي است ابتدا باکتري ها را با تغذيه خوب پروار کنيم و سپس چربي ها را استخراج و پلاستيک توليد کنيم. باکتري ها نه تنها مي توانند اين مواد را توليد کنند بلکه علاوه بر آن مي توانند از اين مواد تغذيه کنند. PHB ها چنان غني از انرژي هستند که به سرعت توسط حشرات مورد استفاده قرار مي گيرند. اگر قطعه يي از جنس PHB دور انداخته شود، سريعاً توسط باکتري هاي موجود در محيط به مصرف مي رسد. زمان لازم براي تجزيه اين مواد ارتباط مستقيمي با ميزان باکتري هاي موجود دارد. PHB در دريا بعد از گذشت چند ماه تجزيه مي شود؛ در جايي که باکتري بيشتر باشد پس از چند هفته و در جايي که اصلاً باکتري موجود نباشد تجزيه آن چندين سال طول مي کشد.

قفسه هاي خالي از PHB

هم اکنون يک ماده تجزيه پذير در اختيار داريم که در موارد بسياري قابل استفاده است؛ بطري شامپو، فنجان هاي پلاستيکي و بسته بندي مواد. اما در عمل خيلي کم از آن استفاده مي شود. يکي از مواردي که باعث محدوديت در استفاده از PHBها مي شود، شکنندگي اين ماده است. وارد کردن ضربه باعث شکستن اين نوع مواد مي شود. از طرف ديگر قيمت نيز عامل ديگري است که باعث کاهش مصرف PHBها مي شود. براي کالايي که از بسته بندي PHB استفاده مي کنند بايد پول بيشتري پرداخت کرد با اين همه در بعضي از موارد PHBها کاربرد فراواني يافتند.

نيروي دريايي امريکا پس از آنکه در جلوگيري از انداختن بطري هاي نوشابه توسط کارکنان دريا نااميد شد، ناگزير به انتخاب PHBها شد. اکنون ديگر ملوانان مجاز بودند ظرف هاي نوشابه را با خيال راحت به دريا پرتاب کنند.

براي آنکه از PHBها در آينده بيشتر استفاده شود، بايد قوانين جديدي توسط دولت ها وضع شود. طبق يک کنوانسيون سازمان ملل تمام موادي که مستقيماً به دريا ريخته مي شوند بايد زيست تخريب پذير باشند. شايد اين قانون يکي از عواملي بود که نيروي دريايي ايالات متحده را وادار به استفاده از PHBها کرد. دولت ايتاليا روي هر کيسه نايلوني که غيرزيست تخريب پذير باشند 25 لير (حدود 15 سنت امريکا) ماليات وضع کرده است و دولت دانمارک استفاده از بطري هاي نوشابه غيرقابل بازيافت را ممنوع کرده است. اگر شرايط به همين صورت پيش رود، احتمال استفاده بيشتر از PHBها افزايش مي يابد.حتي اگر استفاده از پلاستيک هاي زيست تخريب پذير رايج شود، مشکل زباله ها به طور کامل حل نمي شود، چرا که در محل انبار زباله ها مقدار اکسيژن کافي موجود نيست و در نتيجه باکتري هاي تجزيه کننده پلاستيک ها نيز نمي توانند مدت مديدي زنده بمانند. براي تجزيه اين زباله ها کارخانه هاي بزرگي نياز است که ساخت آنها هم نياز به پول دارد.

استفاده از PHB در بدن

از آنجايي که باکتري هاي موجود در بدن ما نيز براي ذخيره انرژي از PHB استفاده مي کنند، بنابراين بدن اين گونه مواد را پس نمي زند. از PHB در پزشکي نيز مي توان استفاده کرد.

براي مثال نخ بخيه را مي توان از جنس PHB ساخت تا با گذشت زمان کم کم جايگزين شود. از اين پلاستيک ها مي توان براي ساخت موادي که داروها را به آرامي وارد بدن مي سازند، استفاده کرد. کاربرد اين مواد در اعمال جراحي باعث مي شود دارو به ميزان مورد نياز و درست در جايي مناسب آن آزاد شده و مورد استفاده قرار گيرد. اين نکته که بدن انسان PHB را قبول مي کند، مي تواند به اين معني باشد که شما مي توانيد شکلات را همراه با نايلون بسته بندي آن يکجا بخوريد.

بلورهاي زيبا

شايد در نگاه اول کيسه هاي پلاستيکي چندان هم بلوري به نظر نرسند، اما اگر بتوانيد با يک ميکروسکوپ روي کيسه پلاستيکي زوم کرده و اندازه آن را ميليون ها برابر بزرگ کنيد، آن وقت تعداد زيادي بلور کوچک را مشاهده خواهيد کرد.

اين بلورهاي کوچک ساختارهاي بسيار منظمي را تشکيل مي دهند. اين بلورهاي کوچک به دور يک نقطه مرکزي مي پيچند و کرات کوچکي را به وجود مي آورند. اين کرات بلوري کاملاً منظم و در نتيجه بسيار زيبا هستند.طي سال هاي متمادي دانشمندان از پلي تن يا به عبارت صحيح تر از پلي اتيلن به عنوان الگويي براي نمايش رفتار ديگر پليمرها استفاده مي کردند. اما طي 20 سال گذشته بعضي از دانشمندان براي اين کار از PHB استفاده مي کنند. اين ماده بسيار کندتر از پلي اتيلن بلوري شده بنابراين بررسي آن بسيار آسان تر است.

پرسش بدون پاسخ

PHB همه جا وجود دارد. مقدار کمي از اين ماده در زنجيره هاي کوتاهي که حدوداً داراي 150 واحد است در سلول مخمرها، هويج، اسفناج، گوسفند، دام ها و حتي انسان مشاهده شده است. اين ماده تقريباً در تمام انواع سلول هاي موجودات زنده وجود دارد. در حقيقت به نظر مي رسد اگر به دقت نگاه کنيم، مي توانيم PHB را در هر سلول دلخواهي بيابيم، ولي هيچ کس نمي داند کارش در سلول چيست؛ چيزي مثل اين که همه جا حاضر است، حتماً وظيفه يي هم بر عهده دارد. حتي بعضي از دانشمندان ادعا کردند PHB همانند پروتئين از اهميت بسياري برخوردار است و واحدهاي PHB حتي پيش از آمينواسيدها و پروتئين ها وجود داشته است. هر چند ممکن است اين ادعاها کمي اغراق آميز به نظر برسد، اما دليل اصلي هر چه باشد، مشخص است PHB کار مهمي در سلول انجام مي دهد.پيشرفت هاي اخير کاربردهاي آينده PHB را دگرگون کرده است. يک گروه از آزمايشگاه تحقيقات گياهان دپارتمان انرژي از دانشگاه ايالتي ميشيگان به دنبال راه سريع تري براي توليد PHB بود. در سال 1992 آنها دو ژن از باکتري هاي مولد PHB را گرفته و به گياه تره تيزک وارد کرده و سپس آنها را با هم پيوند دادند. بعضي از گياهان به وجود آ مده، ژن مولد PHB را همراه خود داشته و آن را در برگ هاي خود توليد مي کردند. بدين ترتيب آنها گياهاني را ايجاد کردند که مي توانستند از خود پلاستيک توليد کنند.

اما انجام اين کار مشکلاتي هم داشت؛ رشد آنها بسيار کند بود. «کريس سامرويل» که ژنتيک دان سرپرست گروه بود، تصميم گرفت ايده جديدي را به آزمايش بگذارد. وي تصميم گرفت DNA را اين بار وارد گياه نخود سازد. اين بار به جاي آنکه PHB به طور اتفاقي در سرتاسر برگ توليد شود، فقط در يک نقطه مشخص يعني در کلروپلاست توليد مي شد و رشد گياه نيز بسيار طبيعي بود. PHB توليدشده حدود 14 درصد وزن خشک برگ ها را تشکيل مي داد. امروزه دانشمندان درصددند اين کار را با سيب زميني انجام دهند، چرا که استخراج PHB از آن آسان تر است. اين ايده بسيار جذاب است که ما به جاي آنکه پلاستيک ها را از پالايشگاه هاي نفت بگيريم، از مزارع سيب زميني به دست آوريم.

FirstScience.com