يعمل باحثون في ألمانيا على تحويل النفايات الخضراء ومخلّفات الحدائق والمحاصيل الزراعية، إضافة إلى الطحالب، إلى مواد بلاستيكية قابلة للتحلل بالكامل، يمكن استخدامها في المنتجات الطبية ومكوّنات السيارات ومواد العزل والتغليف.
ويهدف المشروع إلى تطوير تقنية منخفضة التكلفة وموفّرة للطاقة لإنتاج أنواع مبتكرة من البلاستيك تعتمد على بولي بيوتيلين سكسينات (PBS) المصنوع كليًا من النفايات العضوية. ويتولى تنفيذ هذا المشروع فريق بحثي جديد ضمن «مجموعة بحثية شبابية» في جامعة أولدنبورغ الألمانية.
وقال رئيس الجامعة، البروفيسور الدكتور رالف برودر، إن «عمل المجموعة البحثية الجديدة يهدف إلى توفير بلاستيك مصنوع من مواد خام متجددة كبديل قابل للتطبيق الصناعي للبلاستيك التقليدي». وأضاف أن الموافقة على التمويل تعكس البنية التحتية البحثية المتقدمة للجامعة، وتبرز إمكانات مشروع EcoPBS في دعم اقتصاد دائري صديق للبيئة والمناخ.
وأوضح الباحثون أن بلاستيك PBS يشبه البلاستيك التقليدي مثل البولي بروبيلين والبولي إيثيلين من حيث المتانة وسهولة المعالجة، مع ميزة أساسية تتمثل في قابليته السريعة للتحلل الحيوي. ومع ذلك، لم يتم بعد إنتاج مادة حيوية بالكامل وقابلة لإعادة التدوير بنسبة 100%، كما أن عمليات التصنيع الحالية ليست جاهزة للاستخدام الصناعي على نطاق واسع.
وأشار الباحث فالتر إلى أن «تحقيق إنتاجية عالية يتطلب كائنات دقيقة سهلة النمو ومستقرة بما يكفي للعمل ضمن عمليات منخفضة التكلفة والطاقة».
وسيركز المشروع على ثلاثة محاور فرعية. في المحور الأول، سيعمل الفريق على تحسين عملية التخمير الحيوي لتحويل مخلفات الحدائق والمحاصيل إلى بلاستيك حيوي من نوع PBS، من خلال اختبار كفاءة أنواع مختلفة من الكائنات الدقيقة. وسيتم اعتماد عمليتي تخمير مختلفتين هما: تخمير الأسيتون–البيوتانول–الإيثانول (ABE) وتخمير حمض السكسينيك.
أما المحور الثاني فيركّز على ما يُعرف بمرحلة «المعالجة اللاحقة» (Downstreaming)، والتي تهدف إلى إزالة الشوائب من المادة الناتجة. وسيتم تحويل مركّب n-بيوتانول إلى 1,4-بيوتانديول، وهو كحول ثنائي يُعد مادة خام مهمة في صناعة البلاستيك. وسيستخدم الباحثون تقنيات المحاكاة والتعلّم الآلي لتحسين كفاءة الطاقة والمواد في هذه المرحلة.
وفي المحور الثالث، يعمل الفريق على تطوير مادة كيميائية جديدة لإزالة الملوثات وإنتاج أول بلاستيك PBS قابل للتحلل بالكامل. وقد طوّر الباحثون نموذجًا أوليًا لهذه المادة وتقدّموا بطلب تسجيل براءة اختراع لها. كما يهدف المشروع إلى الاستفادة من بقايا الإنتاج لتوليد كهرباء وحرارة متجددة تُستخدم في تشغيل المختبرات.
وفي المرحلة النهائية، يخطط الباحثون لإنتاج أولى المنتجات القابلة للاستخدام الصناعي، مثل مواد التغليف والمستلزمات الطبية، بالاعتماد على نماذج رقمية ثلاثية الأبعاد وبلاستيك PBS حيوي بالكامل.