يکشنبه ۰۴ آذر ۱۴۰۳
تیمی از پژوهشگران کره‌ای در اقدامی انقلابی موفق به تبدیل دی اکسید کربن هوا به پلیمر شدند. آن‌ها تکنیک خود را در قالب یک مقاله علمی توصیف کرده و عملکرد آن را هنگام آزمایش در یک دوره چند ساعته تشریح کردند.
همزمان با حادتر شدن شرایط تغییرات آب و هوایی، دانشمندان در سراسر جهان همچنان به دنبال راه‌هایی برای جلوگیری از انتشار گاز‌های گلخانه‌ای و پاکسازی این گاز‌ها از هوا هستند. در این تلاش جدید، محققان تلاشی دیگر به امکان استفاده از Cupriavidus necator، نوعی باکتری، برای بیرون کشیدن دی اکسید کربن از هوا و سپس استفاده از آن برای ساختن نوعی پلی استر انجام دادند.
تحقیقات قبلی نشان داده است که باکتری‌های C. necator می‌تواند دی اکسید کربن را جذب کرده و از آن برای ساخت انواع خاصی از پلاستیک‌های زیست تخریب پذیر استفاده کند. اما روند فوق دارای محدودیت بوده و این فرآیند فقط به صورت دسته‌ای انجام می‌شود، زیرا برای شروع فرآیند نیاز به برق است و علاه بر این در پروسه تبدیل کربن به پلاستیک محصولات جانبی سمی ایجاد می‌شوند و این سموم باکتری‌ها را از بین می‌برند. این مشکلات فنی از مقیاس پذیری فرآیند تبدیل دی اکسید کربن به سایر مشتقات پلیمری جلوگیری می‌کند.
راه حل ابداع شده توسط پژوهشگران کره جنوبی شامل افزودن یک غشای مصنوعی در شروع فرآیند بود که باکتری‌ها را از محصولات جانبی سمی جدا می‌کرد. این ابداع مهم، منجر به یک فرآیند دو طرفه شد. در یک طرف، واکنش‌های شیمیایی دی اکسید کربن را برای تخمیر آماده می‌کرد، در حالی که دیگر مواد مورد نیاز در بخش دیگری نگهداری شده و سپس غشاء به مواد اجازه می‌داد تا به آرامی به سمت باکتری‌ها جریان پیدا کنند که از آن‌ها برای ساخت قطعات پلی ۳ هیدروکسی بوتیرات استفاده می‌شد.
تیم تحقیقاتی این فرآیند را که شامل حذف دوره‌ای باکتری‌های نگهداشته شده روی PHB و افزودن نمونه‌های خالی تازه به مدت ۱۸ روز بود، اجرا کرد. آن‌ها دریافتند که فرایند ابداع شده طبق برنامه ریزی عمل کرده و همچنین ۱۱.۵ میلی گرم PHB در ساعت تولید می‌کند.
محققان خاطرنشان کردند این فرآیند همچنان به برق نیاز دارد، اما از آن جایی که روش جدید آن‌ها بسیار کارآمدتر از روش‌های دیگر است، هزینه تبدیل دی اکسید کربن به مشتقات پلیمری بسیار ارزان بوده و این فرآیند می‌تواند به راحتی بهبود و توسعه یابد.
شرح کامل این مطالعه در آخرین شماره مجله تخصصی Proceedings of the National Academy of Sciences منتشر شده است.