فريق إندونيسي يطور فيلم PLA قابلاً للتحلل مع خاصية إزالة الأكسجين بنسبة تحلل 28.86% بحلول عام 2026

أخبار ar.wedoany.com، نجح فريق بحثي بقيادة البروفيسور أندي ديربان من جامعة حسن الدين الإندونيسية في تطوير فيلم متعدد الطبقات قابل للتحلل الحيوي قائم على حمض البوليلاكتيك (PLA). يُعزز هذا الفيلم ببلورات السليلوز الدقيقة (MCC)، ويُضاف إليه مركب بوتيل هيدروكسي تولوين (BHT) المزيل للأكسجين، مما يمنحه وظيفة إزالة الأكسجين إلى جانب خواص ميكانيكية محسّنة، ليشكل بذلك حلاً تقنياً جديداً لاستبدال البلاستيك التقليدي المستخدم في تغليف الأغذية.

تتميز مواد تغليف الأغذية البلاستيكية التقليدية بمتانتها وقدرتها الفعالة على حجب الأكسجين، إلا أنها قد تبقى في البيئة لعقود بعد التخلص منها. ورغم أن البلاستيك القابل للتحلل الحيوي المشتق من النباتات يُعد بديلاً واعداً، إلا أنه يعاني من قصور في خصائص حجب الأكسجين والأداء الميكانيكي. وقد ركزت الأبحاث السابقة غالباً على إضافة مواد محسّنة لتحسين القوة أو قدرة إزالة الأكسجين بشكل منفصل، لكن نادراً ما تم الجمع بينهما في اختبار واحد.

في الفيلم متعدد الطبقات الذي أعده فريق ديربان، يُشكل مصدر السليلوز سمة بارزة لهذه الدراسة. فبدلاً من استخدام السليلوز المستخرج من الخشب أو المحاصيل الزراعية، اعتمد الباحثون على إنتاج سليلوز بكتيري من ماء جوز الهند المخمّر، محاكين بذلك عملية صنع "ناتا دي كوكو". يتميز السليلوز البكتيري بنقاوته العالية وغنى أليافه، ويُعالج بعد تنقيته ليصبح مسحوق MCC يُستخدم كمادة مضافة. يتكون الفيلم من ثلاث طبقات رقيقة، حيث يُوضع مزيل الأكسجين BHT فقط في الطبقتين الداخليتين الملامستين للغذاء.

اختبر الفريق أفلاماً بنسب إضافة مختلفة من MCC، وقارنوا السليلوز المشتق من ماء جوز الهند مع بديل تجاري شائع هو MCC avicel pH 102. أدت زيادة محتوى السليلوز إلى رفع المتانة الميكانيكية للفيلم وتقليل نفاذية الأكسجين، مما جعل المادة أكثر كثافة وصلابة. على المستوى المجهري، أنتج السليلوز المشتق من ماء جوز الهند بنية أكثر تجانساً وخالية من العيوب مقارنة بالبديل التجاري. أظهرت اختبارات نفاذية الأكسجين أن الفيلم الناتج يتفوق على PLA النقي. من ناحية القابلية للتحلل، تحلل الفيلم بسرعة وبشكل ثابت عند دفنه في التربة، حيث بلغت نسبة تحلله 28.86% خلال 25 يوماً، وهو مستوى مماثل للبلاستيك القابل للتحلل الحيوي المصنوع من بوليمرات مشابهة (التي تتجاوز نسبة تحللها 25% خلال الفترة الزمنية نفسها).

تسلط هذه الدراسة الضوء على مفاضلة مهمة: فرغم أن الفيلم المُعزّز أظهر صلابة محسّنة وقدرة على إزالة الأكسجين، إلا أنه أصبح أكثر هشاشة وضعفاً في قابلية التمدد قبل الكسر. يجب أن تتحمل مواد التغليف عمليات التصنيع والنقل والاستخدام اليومي، لذا فإن الجمع بين المواد المعززة ومزيلات الأكسجين في أنظمة متعددة الطبقات قابلة للتحلل الحيوي يظل واعداً، لكن التوازن بين خصائص الحجب والمرونة لا يزال بحاجة إلى تحسين.

توفر هذه الدراسة معايير تصميمية لتصنيع بلاستيك تغليف أغذية صديق للبيئة حقاً. نُشرت الدراسة عبر الإنترنت في 5 مايو 2026، وستُنشر في العدد السادس من مجلة "ASEAN Journal for Science and Engineering in Materials" بتاريخ 1 مارس 2027. وفي ختام تصريحه، أشار البروفيسور أندي ديربان إلى أن هذه الطريقة تدعم تطوير تغليف الأغذية المستدام، وتساهم في تحقيق أهداف الأمم المتحدة للتنمية المستدامة المتعلقة بالإنتاج المسؤول، والعمل المناخي، وحفظ الأغذية.