هذا هو المثال الأول لاستخدام نظام بيولوجي لإعادة تدوير النفايات البلاستيكية إلى مادة كيميائية صناعية ذات قيمة.
العالم يشهد أزمة معقدة مع البلاستيك والتخلص من نفاياته (غيتي)
ابتكر العلماء في جامعة إدنبرة (University of Edinburgh) البريطانية طريقة جديدة لمعالجة مشكلة التلوث البلاستيكي المتزايدة، باستخدام البكتيريا لتحويل النفايات البلاستيكية إلى نكهة الفانيليا.
وكشفت الدراسة التي نشرت في دورية "غرين كيمستري" (Green Chemistry) عن أن الباحثين اكتشفوا أن البكتيريا الإشريكية القولونية الشائعة يمكن استخدامها في تحويل البلاستيك بعد الاستهلاك إلى فانيلين.
الفانيلين
ووفقا للبيان الصادر عن جامعة إدنبرة في العاشر من يونيو/حزيران الجاري فإن "الفانيلين" (Vanillin) هو المكون الأساسي لحبوب الفانيليا المستخرجة وهو المسؤول عن طعم الفانيليا ورائحتها المميزة.
ويقول الخبراء إن تحويل البلاستيك إلى فانيلين يمكن أن يعزز مفهوم تدوير النفايات والاقتصاد الذي يعتمد على إعادة التدوير، والذي يستهدف القضاء على النفايات، والحفاظ على المنتجات والمواد قيد الاستخدام.
البكتيريا الإشريكية القولونية الشائعة يمكن استخدامها في تحويل البلاستيك بعد الاستهلاك إلى فانيلين (غيتي)
ويقول البيان إن هذا الاكتشاف له آثار إيجابية في البيولوجيا التركيبية، إذ إن الفانيلين المنتج سيكون مناسبا للاستهلاك البشري ولكن يلزم إجراء مزيد من الاختبارات التجريبية.
من ناحية أخرى ذكر البيان أن الفانيلين يستخدم على نطاق واسع في صناعات الأغذية ومستحضرات التجميل، وكذلك في صناعة مبيدات الأعشاب والعوامل المضادة للرغوة ومنتجات التنظيف.
وقد تجاوز الطلب العالمي على الفانيلين 37 ألف طن في عام 2018.
أزمة البلاستيك
وحسب ما جاء في البيان الصادر عن الجامعة فإن العالم كان قد شهد أزمة معقدة مع البلاستيك والتخلص من نفاياته، وهو ما أدى إلى بروز الحاجة الملحة إلى تطوير وسائل جديدة لإعادة تدوير "البولي إيثيلين تيريفثاليت" (PET) (polyethylene terephthalate).
وهو البلاستيك القوي خفيف الوزن المشتق من مواد غير متجددة مثل النفط والغاز، ويستخدم لتصنيع أحد أنواع ألياف النسيج الاصطناعية، وقوارير الماء وعلب الأطعمة والسوائل الأخرى، وفي تطبيقات تشكيل اللدائن بالحرارة، ويعد مادة رابطة للألياف الزجاجية في المواد الهندسية.
الحاجة ملحة إلى تطوير وسائل جديدة لإعادة تدوير البولي إيثيلين تيريفثاليت (غيتي)
وذكر البيان أن ما يقارب 50 مليون طن تُنتج سنويا في العالم من نفايات البولي إيثيلين تيريفثاليت، وهو ما يتسبب في آثار اقتصادية وبيئية شديدة الخطورة. ومع ذلك فإن إعادة تدوير نفايات البولي إيثيلين تيريفثاليت ممكنة، ولكن العمليات الحالية تفرز منتجات تستمر في الإسهام في تلوث البلاستيك في جميع أنحاء العالم.
حل لذيذ لأزمة البلاستيك
ووصف بيان الجامعة اكتشاف علمائها بأنه يقدم حلا لذيذا لأزمة البلاستيك العالمية، إذ استخدم العلماء بكيتريا قولونية لتحويل حمض التيريفثاليك -وهو جزيء مشتق من مادة البولي إيثيلين تيريفثاليت- إلى مركب الفانيلين عالي القيمة، عبر سلسلة من التفاعلات الكيميائية.
وقد أظهر الفريق أيضا كيف تعمل هذه التقنية عن طريق تحويل زجاجة بلاستيكية مستعملة إلى فانيلين بإضافة الإشريكية القولونية إلى النفايات البلاستيكية المتدهورة.
يذكر أن الإشريكية القولونية (Escherichia coli) -وتعرف أيضًا باسم جرثومة الأمعاء الغليظة- هي من أهم أنواع الجراثيم التي تعيش في أمعاء البشر الأصحاء والحيوانات ذات الدم الحار ومعظم أنواع الإشريكية القولونية غير ضارة، أو تسبب إسهالا مدة قصيرة نسبيا.
الإشريكية القولونية من أهم أنواع الجراثيم التي تعيش في أمعاء البشر والحيوانات (غيتي)
نموذج للكيمياء الخضراء
وعن هذا الاكتشاف، قالت جوانا سادلر، من كلية العلوم البيولوجية بجامعة إدنبرة والمؤلفة الأولى للدراسة، إن "هذا هو المثال الأول لاستخدام نظام بيولوجي لإعادة تدوير النفايات البلاستيكية إلى مادة كيميائية صناعية ذات قيمة".
وأضافت أن "هذا له آثار مثيرة في الاقتصاد الدائري، وهو نظام اقتصادي يرمي إلى القضاء على الهدر والاستخدام المستمر للموارد، حيث إن نتائج بحثنا لها آثار كبيرة في مجال استدامة البلاستيك، وتظهر قوة البيولوجيا التركيبية لمواجهة تحديات العالم الحقيقي".
من ناحية أخرى قال الدكتور ستيفن والاس، أحد الباحثين في الدراسة، إن "عملنا يتحدى تصور البلاستيك باعتباره نفايات إشكالية وبدلا من ذلك يوضح استخدامه كمصدر جديد للكربون يمكن من خلاله الحصول على منتجات عالية القيمة".
العالم يشهد أزمة معقدة مع البلاستيك والتخلص من نفاياته (غيتي)
ابتكر العلماء في جامعة إدنبرة (University of Edinburgh) البريطانية طريقة جديدة لمعالجة مشكلة التلوث البلاستيكي المتزايدة، باستخدام البكتيريا لتحويل النفايات البلاستيكية إلى نكهة الفانيليا.
وكشفت الدراسة التي نشرت في دورية "غرين كيمستري" (Green Chemistry) عن أن الباحثين اكتشفوا أن البكتيريا الإشريكية القولونية الشائعة يمكن استخدامها في تحويل البلاستيك بعد الاستهلاك إلى فانيلين.
الفانيلين
ووفقا للبيان الصادر عن جامعة إدنبرة في العاشر من يونيو/حزيران الجاري فإن "الفانيلين" (Vanillin) هو المكون الأساسي لحبوب الفانيليا المستخرجة وهو المسؤول عن طعم الفانيليا ورائحتها المميزة.
ويقول الخبراء إن تحويل البلاستيك إلى فانيلين يمكن أن يعزز مفهوم تدوير النفايات والاقتصاد الذي يعتمد على إعادة التدوير، والذي يستهدف القضاء على النفايات، والحفاظ على المنتجات والمواد قيد الاستخدام.
البكتيريا الإشريكية القولونية الشائعة يمكن استخدامها في تحويل البلاستيك بعد الاستهلاك إلى فانيلين (غيتي)
ويقول البيان إن هذا الاكتشاف له آثار إيجابية في البيولوجيا التركيبية، إذ إن الفانيلين المنتج سيكون مناسبا للاستهلاك البشري ولكن يلزم إجراء مزيد من الاختبارات التجريبية.
من ناحية أخرى ذكر البيان أن الفانيلين يستخدم على نطاق واسع في صناعات الأغذية ومستحضرات التجميل، وكذلك في صناعة مبيدات الأعشاب والعوامل المضادة للرغوة ومنتجات التنظيف.
وقد تجاوز الطلب العالمي على الفانيلين 37 ألف طن في عام 2018.
أزمة البلاستيك
وحسب ما جاء في البيان الصادر عن الجامعة فإن العالم كان قد شهد أزمة معقدة مع البلاستيك والتخلص من نفاياته، وهو ما أدى إلى بروز الحاجة الملحة إلى تطوير وسائل جديدة لإعادة تدوير "البولي إيثيلين تيريفثاليت" (PET) (polyethylene terephthalate).
وهو البلاستيك القوي خفيف الوزن المشتق من مواد غير متجددة مثل النفط والغاز، ويستخدم لتصنيع أحد أنواع ألياف النسيج الاصطناعية، وقوارير الماء وعلب الأطعمة والسوائل الأخرى، وفي تطبيقات تشكيل اللدائن بالحرارة، ويعد مادة رابطة للألياف الزجاجية في المواد الهندسية.
الحاجة ملحة إلى تطوير وسائل جديدة لإعادة تدوير البولي إيثيلين تيريفثاليت (غيتي)
وذكر البيان أن ما يقارب 50 مليون طن تُنتج سنويا في العالم من نفايات البولي إيثيلين تيريفثاليت، وهو ما يتسبب في آثار اقتصادية وبيئية شديدة الخطورة. ومع ذلك فإن إعادة تدوير نفايات البولي إيثيلين تيريفثاليت ممكنة، ولكن العمليات الحالية تفرز منتجات تستمر في الإسهام في تلوث البلاستيك في جميع أنحاء العالم.
حل لذيذ لأزمة البلاستيك
ووصف بيان الجامعة اكتشاف علمائها بأنه يقدم حلا لذيذا لأزمة البلاستيك العالمية، إذ استخدم العلماء بكيتريا قولونية لتحويل حمض التيريفثاليك -وهو جزيء مشتق من مادة البولي إيثيلين تيريفثاليت- إلى مركب الفانيلين عالي القيمة، عبر سلسلة من التفاعلات الكيميائية.
وقد أظهر الفريق أيضا كيف تعمل هذه التقنية عن طريق تحويل زجاجة بلاستيكية مستعملة إلى فانيلين بإضافة الإشريكية القولونية إلى النفايات البلاستيكية المتدهورة.
يذكر أن الإشريكية القولونية (Escherichia coli) -وتعرف أيضًا باسم جرثومة الأمعاء الغليظة- هي من أهم أنواع الجراثيم التي تعيش في أمعاء البشر الأصحاء والحيوانات ذات الدم الحار ومعظم أنواع الإشريكية القولونية غير ضارة، أو تسبب إسهالا مدة قصيرة نسبيا.
الإشريكية القولونية من أهم أنواع الجراثيم التي تعيش في أمعاء البشر والحيوانات (غيتي)
نموذج للكيمياء الخضراء
وعن هذا الاكتشاف، قالت جوانا سادلر، من كلية العلوم البيولوجية بجامعة إدنبرة والمؤلفة الأولى للدراسة، إن "هذا هو المثال الأول لاستخدام نظام بيولوجي لإعادة تدوير النفايات البلاستيكية إلى مادة كيميائية صناعية ذات قيمة".
وأضافت أن "هذا له آثار مثيرة في الاقتصاد الدائري، وهو نظام اقتصادي يرمي إلى القضاء على الهدر والاستخدام المستمر للموارد، حيث إن نتائج بحثنا لها آثار كبيرة في مجال استدامة البلاستيك، وتظهر قوة البيولوجيا التركيبية لمواجهة تحديات العالم الحقيقي".
من ناحية أخرى قال الدكتور ستيفن والاس، أحد الباحثين في الدراسة، إن "عملنا يتحدى تصور البلاستيك باعتباره نفايات إشكالية وبدلا من ذلك يوضح استخدامه كمصدر جديد للكربون يمكن من خلاله الحصول على منتجات عالية القيمة".
