جامعة ولاية كولورادو الأمريكية تطوّر عملية جديدة لتحويل ثاني أكسيد الكربون إلى بلاستيك قابل لإعادة التدوير

أخبار ar.wedoany.com، طوّر فريق بحثي من جامعة ولاية كولورادو (Colorado State University) عملية جديدة لتصنيع مواد عالية الأداء قابلة لإعادة التدوير باستخدام ثاني أكسيد الكربون كمادة خام، وذلك بهدف استبدال جزء من البلاستيك التقليدي.

تعتمد العملية على إحداث تفاعل كيميائي بين ثاني أكسيد الكربون وجزيء خاص يُعرف باسم ثنائي حلقي الألكان (bicycloalkane) بوجود محفّز عضوي، لإنتاج نوع جديد من البلاستيك الاصطناعي. وتتميز هذه المواد بقوة ميكانيكية ومرونة عالية، فضلاً عن تحمّلها لدرجات الحرارة المرتفعة والمواد الكيميائية.

ومن أبرز خصائص هذه المواد قابليتها لإعادة التدوير؛ فبعد انتهاء عمرها الافتراضي، يمكن استعادة وحداتها البنائية الكيميائية الأساسية وإعادة استخدامها من جديد، مما يسهم في تقليل النفايات البلاستيكية ودعم انتقال أكثر استدامة نحو الاقتصاد الدائري.

يترأس البحث البروفيسور يوجين تشين (Eugene Chen) من جامعة ولاية كولورادو، إلى جانب الباحثة ما بعد الدكتوراه مين تشو (Min Zhu)، بمشاركة باحثين من جامعة ولاية كولورادو وجامعة نورث وسترن (Northwestern University). وقد حظي المشروع بتمويل من المؤسسة الوطنية للعلوم (National Science Foundation) وتحالف BOTTLE، وهو برنامج بحثي وطني تدعمه وزارة الطاقة الأمريكية (U.S. Department of Energy)، ويتخصص في تطوير حلول جديدة لإعادة تدوير البلاستيك وإنتاج بوليمرات أكثر استدامة.

ويلعب تشين دوراً محورياً في هذا التحالف، الذي يطوّر أساليب كيميائية وبيولوجية لتفكيك المواد البلاستيكية وإعادة استخدامها، بهدف جعل البوليمرات أكثر قابلية لإعادة التدوير أو التحلل بعد الاستخدام. ويرى تشين أن ثاني أكسيد الكربون يُعد مادة خام مثالية لإنتاج مواد جديدة، نظراً لوجوده الطبيعي ووفرة توفره وانخفاض تكلفته وخلوه من الرائحة وعدم قابليته للاشتعال.

وقال تشين: "كانت هناك عمليات لتصنيع البوليمرات من ثاني أكسيد الكربون منذ ستينيات القرن الماضي، لكن التحدي يكمن في تحقيق أقصى استفادة من ثاني أكسيد الكربون الخامل في المنتجات البلاستيكية، مع إنتاج بوليستر أكثر صداقة للبيئة وقابلاً لإعادة التدوير والتحلل." وأضاف: "يُظهر نهجنا إمكانات ثاني أكسيد الكربون كمورد متجدد ومنخفض التكلفة لإنتاج بوليستر قابل لإعادة التدوير، يتمتع بمزايا أداء متميزة وخصائص نهاية عمر مفيدة."

وأضافت مين تشو أن البوليمرات الجديدة يمكن أن تتمتع بخصائص متنوعة، تتراوح بين مواد قوية ومتينة وبدائل مطاطية أكثر ليونة ومرونة. وأشارت إلى أن "هذه الطريقة يمكن أن تساعد في إغلاق دورة الكربون من خلال إعادة استخدام هذه الانبعاثات بشكل فعّال."

ويواصل تشين أبحاثه منذ فترة طويلة في مجال الاستدامة والاقتصاد الدائري، سعياً لإيجاد طرق للحد من النفايات والآثار البيئية الضارة. وفي هذا المشروع الجديد، يهدف الفريق إلى استخدام ثاني أكسيد الكربون المحتجز كمادة خام، بدلاً من تخزينه أو إطلاقه في الغلاف الجوي.