المركز البرازيلي CNPEM يطور عملية لإنتاج النانوسيليلوز من قش قصب السكر بتوسيع النطاق 500 مرة

أخبار ar.wedoany.com، طوّر المركز البرازيلي لأبحاث الطاقة والمواد (CNPEM) عملية مبسّطة لاستخلاص ألياف النانوسيليلوز المؤكسدة (TOCNFs) مباشرة من قش قصب السكر، مما سمح بتوسيع نطاق الإنتاج من المستوى المخبري إلى المستوى التجريبي بما يصل إلى 500 ضعف، مع تحقيق محصول سيليلوزي يبلغ حوالي 91%. يُعد النانوسيليلوز شكلاً نانوياً من الألياف النباتية، ويتميز بقوة عالية ووزن خفيف وقابلية للتحلل الحيوي، مما يجعله واعداً في مجالات مثل التغليف والطب الحيوي.

تتطلب عمليات إنتاج النانوسيليلوز التقليدية خطوات كيميائية متعددة واستهلاكاً كبيراً للطاقة، بينما تعمل الطريقة الجديدة على أكسدة قش قصب السكر مباشرة، مما يقلل من مراحل المعالجة الميكانيكية عالية الكثافة ويجعل العملية أكثر بساطة. قاد هذه الدراسة الطالب بيدرو ألونسو (Pedro Alonso) من قسم الكيمياء بجامعة كامبيناس (Unicamp)، الحاصل على منحة من مؤسسة أبحاث ساو باولو (Fapesp) التابعة لـ CNPEM. وأشار إلى أن نقل التكنولوجيا المبتكرة من المختبر إلى النطاق الصناعي يمثل تحدياً كبيراً، وأن CNPEM يمتلك في الوقت نفسه معدات تحليلية متطورة ومنشآت تجريبية قريبة من الواقع الصناعي، مما يسهل عملية التحقق هذه.

أوضحت الباحثة في CNPEM، جوليانا دا سيلفا برنارديس (Juliana da Silva Bernardes)، المشرفة على الدراسة، أن تميز هذه العملية يكمن في إنتاج النانوسيليلوز من خلال خطوة تشغيلية واحدة، دون الحاجة إلى ضغط أو حرارة عالية، مما يقلل من استهلاك الطاقة ويسهل عملية التوسع. وأضاف كارلوس فيليو (Carlos Filho)، رئيس مجموعة توسيع العمليات الحيوية في CNPEM، أن التفاعل المستمر بين المنشآت التجريبية وفريق تطوير العمليات من جهة، وفريق البحث العلمي من جهة أخرى، أتاح التحقق من العملية في بيئة صناعية ذات صلة، مما يمنحها متانة تشغيلية أعلى وإمكانات تطبيقية أكبر.

تتميز الألياف النانوية المنتجة بهذه الطريقة بحجم نانوي واستقرار غرواني عالٍ، وتفي أداؤها بمتطلبات التطبيقات الصناعية. يُستخدم النانوسيليلوز، باعتباره مادة متجددة وقابلة للتحلل الحيوي، أيضاً في المواد المركبة خفيفة الوزن والأجهزة الإلكترونية وأنظمة توصيل الأدوية ومعالجة البيئة. وأشارت برنارديس إلى أن البرازيل لا تزال تواجه قيوداً تنظيمية في هذا المجال، لكن المادة تُدرس وتُستخدم بالفعل في دول أخرى. تُظهر نتائج هذه الدراسة إمكانية تحويل المخلفات الزراعية إلى منتجات عالية القيمة المضافة، مما يساهم في تعزيز الاقتصاد الحيوي والتحول نحو المواد المستدامة.