السبت 18 يوليو 2026
حلول بلاستيكية مستدامة: تقنية LEAFF لإنتاج بلاستيك متحلل من السليلوز
باحثون يبتكرون بلاستيكًا حيويًا يتحلل طبيعيًا في حرارة الغرفة ويوفر بديلًا صديقًا للبيئة للتغليف التجاري
تقنية LEAFF تمهد الطريق لإنتاج بلاستيك نباتي عالي الأداء من المخلفات الزراعية دون الحاجة لأنظمة تحلل صناعي.
في إنجاز بيئي رائد، نجح باحثون من جامعة واشنطن في ابتكار بلاستيك حيوي متعدد الطبقات مستوحى من أوراق الشجر، يتحلل طبيعيًا دون الحاجة لظروف صناعية خاصة. يُعرف الابتكار باسم LEAFF، ويتميز بمتانة تفوق البلاستيك التقليدي، ما يجعله مثاليًا لتغليف الأغذية. يعتمد على ألياف السليلوز النباتية ويمكن إنتاجه من المخلفات الزراعية، ما يعزز الاقتصاد الدائري ويحد من التلوث البلاستيكي العالمي. الابتكار حاز اهتمامًا عالميًا ويُتوقع أن يحدث تحولًا في صناعة التغليف.
ورقة الشجر تلهم ابتكارًا بيئيًا: تطوير بلاستيك متين يتحلل في درجة حرارة الغرفة
في ظل التحديات البيئية المتزايدة الناتجة عن التلوث البلاستيكي، يعمل الباحثون حول العالم على تطوير حلول مبتكرة صديقة للبيئة. ومع تزايد القلق من تأثير الجسيمات البلاستيكية الدقيقة على الغذاء والمياه، تبرز الحاجة إلى مواد بديلة أكثر استدامة. أحد أبرز هذه البدائل هو البيوبلاستيك، أو البلاستيك القابل للتحلل الحيوي، إلا أن العقبات التقنية مثل ضعف المتانة وصعوبة التحلل ما زالت تحدّ من انتشاره. غير أن باحثين من جامعة واشنطن في سانت لويس نجحوا في ابتكار نوع جديد من البلاستيك مستوحى من أوراق النباتات، يتميز بمتانة عالية وقابلية للتحلل عند درجة حرارة الغرفة، مما قد يمثل تحولًا جذريًا في هذا المجال.
موضوعات مرشحة
تقنية LEAFF: بلاستيك حيوي مستوحى من ألياف النباتات بتصميم متعدد الطبقات
قاد البروفيسور جوشوا يوان من كلية ماكلفي للهندسة في جامعة واشنطن فريقًا بحثيًا لتطوير مادة بلاستيكية حيوية متعددة الوظائف أُطلق عليها اسم LEAFF، اختصارًا لـ "الطبقة البيئية المتقدمة متعددة الوظائف". يعتمد هذا التصميم على دمج ألياف السليلوز النانوية المستخلصة من النباتات بين طبقتين من البيوبلاستيك، ما يمنح المادة الجديدة خصائص ميكانيكية قوية تفوق حتى البلاستيك الصناعي التقليدي مثل البولي إيثيلين والبولي بروبيلين. والأهم من ذلك، أن البلاستيك الحيوي الجديد يتحلل بسهولة في درجة حرارة الغرفة دون الحاجة إلى أنظمة تسميد حراري معقدة، مما يجعله مناسبًا للبيئة وأكثر عملية من النماذج السابقة.
دراسات علمية تؤكد فعالية البلاستيك الحيوي في التغليف وتقليل التلوث
نُشرت نتائج هذه الأبحاث في مجلتين علميتين مرموقتين هما Green Chemistry وNature Communications. في البداية، استخدم الفريق تقنيته الجديدة لتحسين خصائص بلاستيك بولي هيدروكسي بيوتيرات (PHB) المستخرج من النشا، ثم وسّع تطبيقاتها لتشمل حمض البولي لاكتيك (PLA)، وهو أحد أشهر أنواع البيوبلاستيك في الاستخدام التجاري. وأشار الباحث بونيت ذات، المؤلف الأول للدراسة وطالب الدكتوراه، إلى أن البنية النانوية المعتمدة على السليلوز ساهمت في تعزيز قوة الشد، وتقليل نفاذية الرطوبة والهواء، مما يجعل البلاستيك الجديد مناسبًا لتغليف المواد الغذائية مع الحفاظ على جودتها.
حلول بيئية مبتكرة لصناعة تغليف المواد الغذائية
يتجاوز هذا الابتكار حدود المتانة والتحلل الطبيعي، إذ إن تصميم LEAFFيُسهل الطباعة المباشرة على سطحه دون الحاجة إلى ملصقات إضافية، ما يقلل من التكاليف الصناعية. ويُعد هذا التطوير مهمًا في قطاع تغليف الأغذية، والذي تبلغ قيمته السوقية أكثر من 23.5 مليار دولار، ويعتمد في الغالب على مواد بلاستيكية مشتقة من النفط تساهم في التلوث البيئي.
تحويل المخلفات الزراعية إلى بلاستيك حيوي لتعزيز الاقتصاد الدائري
يرى البروفيسور يوان أن لدى الولايات المتحدة إمكانات كبيرة لريادة سوق البيوبلاستيك بفضل وفرة مخلفاتها الزراعية. فالمواد العضوية مثل النشا ومخلفات الذرة يمكن تحويلها إلى حمض اللاكتيك والأسيتات والأحماض الدهنية، وهي اللبنات الأساسية لإنتاج أنواع مختلفة من البلاستيك الحيوي. كما تُستخدم سلالات ميكروبية مثل Pseudomonas putida في عمليات تخمير حيوي لإنتاج PHB ومواد أخرى قابلة للتحلل. وأكد يوان أن الفريق يعمل على تطوير تقنيات إضافية لاستخدام ثاني أكسيد الكربون، واللجنين، وبقايا الطعام كمواد أولية لإنتاج بيوبلاستيك، مما يعزز مفهوم الاقتصاد الدائري ويقلل من الاعتماد على المصادر غير المتجددة.
الشراكات الصناعية تمهد لتسويق البلاستيك الحيوي الجديد عالميًا
يشدد فريق البحث على أهمية الدعم الصناعي والمؤسسي لنقل هذه التقنية من المختبر إلى الأسواق التجارية. وبالرغم من أن مؤسسات بحثية في أوروبا وآسيا تطور تقنيات مشابهة، فإن الولايات المتحدة تتمتع بميزة تنافسية بفضل قدرتها على إنتاج المواد الأولية بأسعار أقل. وأشار يوان إلى أن بناء سلسلة إمداد محلية قوية للبيوبلاستيك يمكن أن يحل أزمة النفايات ويخلق في الوقت نفسه فرصًا اقتصادية جديدة. وقال في ختام تصريحه: "إذا تمكنا من تطوير نظام مستدام لإنتاج البلاستيك الحيوي من الموارد المحلية، فإننا لا نواجه التلوث فقط، بل نفتح آفاقًا لصناعات خضراء قادرة على توفير وظائف وأسواق جديدة".
