با گسترش روز افزون كاربرد محصولات پليمري مساله انباشت پسماندهاي حاصل به عنوان يك معضل جدي زيست محيطي مطرح شده است.

براساس مطالعات انجام شده، تخريب كامل محصولات پليمري از قبيل كيسه‌هاي بسته‌بندي مواد غذايي، ظروف نوشابه، پوشش‌هاي پلاستيكي محصولات بهداشتي و ... ده‌ها و شايد صدها سال بطول مي‌انجامد كه اين مساله توجه بسياري از محققان را به تخريب زيستي پليمرها معطوف كرده است.

يكي از جديدترين دستاوردهاي اين تحقيقات، پليمر زيست تخريب پذير PHB است كه در شرايط كمپوست در مدت تنها شش هفته به خاك تبديل مي شود. اين پليمر در عين حال به دليل ويژگي‌هاي متنوع و جالب توجه خود در زمينه‌هاي ديگر از جمله ساخت سيستم‌هاي نوين آهسته رهش در دارورساني، پزشكي، كشاورزي و ... نيز كاربرد دارد.

يكي از محققان كشورمان به تازگي پس از 30 ماه تحقيق و بررسي براي نخستين بار در جهان به شيوه جديدي براي توليد PHB دست يافته كه مي تواند هزينه ساخت اين نوع پليمر را كاهش دهد.

دكتر كيانوش خسروي، دانش آموخته دكتراي مهندسي شيمي(بيوتكنولوژي) دانشكده فني مهندسي دانشگاه تربيت مدرس كه در راستاي تحقيقات رساله خود به اين موفقيت علمي دست يافته درباره ويژگي‌ها و اهميت ساخت اين نوع پليمر اظهار داشت: PHB به طور كلي داراي خواص مشابه با پلي پروپيلن است.

تحقيقات انجام شده بر روي PHB ، علاوه بر خاصيت زيست تخريب پذيري، سازگاري با سامانه هاي حياتي، طبيعت پلي استري و خاصيت ترمو پلاستيكي اين پليمر را نشان داده است. علاوه بر آن PHB از منابع تجديد پذير توليد مي شود و فعاليت نوري نيز دارد.

وي درباره كاربردهاي اين نوع پليمرها گفت: خاصيت زيست تخريب پذيري PHAs و سازگاري آن با سامانه هاي حياتي سبب شده كه از اين پليمر در آزاد سازي كنترل شده داروها در علوم داروسازي، كشاورزي و دامپزشكي استفاده شود. در كشاورزي براي محافظت گندم از آفات خاك مي توان از حشره كش مناسب در پوششي از PHB بعنوان نگه‌دارنده، استفاده كرد.

خسروي خاطرنشان كرد:همراه با بذر افشاني در پاييز گرانولهايي ازPHB حاوي حشره كش نيز كاشته مي شوند . فعاليت باكتري تخريب كننده PHB سبب آزاد شدن تدريجي حشره كش مي شود و بدين ترتيب بذرها در محيط فاقد آفات خاك جوانه مي زنند. با شروع زمستان دما كاهش يافته و فعاليت باكتري تخريب كننده PHB كاهش مي‌يابد بنابراين حشره كش كمتري آزاد مي شود . اين امر بسيار ايده آل است زيرا در همان زمان فعاليت آفات هم كمتر است . برعكس در فصل بهار كه فعاليت آفات بيشتر مي شود، حشره كش بيشتري هم آزاد شده و به اين ترتيب گياه از آفات مصون مي‌ماند .

دكتر خسروي درباره كاربردهاي پليمرهاي PHB افزود: با استفاده از صفحه‌اي از PHB مي توان استخوان را نگه داشته و رشد آن را نيز تحريك كرد. از سوي ديگر چون PHB زيست تخريب پذير است، به آرامي جذب شده و نياز به جراحي مجدد براي برداشتن قطعه پيوندي وجود نخواهد داشت. اين قطعه مي تواند جايگزين استخوان و رگ ها در بدن انسان شود.

وي خاطرنشان كرد: يكي از ساده ترين كاربردهاي بسته بندي ظروف غذا و بطري نوشابه، فيلم‌هاي پلاستيكي و كيسه‌هاست. با استفاده از اين پليمرها در اين قبيل محصولات از انباشته شدن زباله در محيط جلوگيري مي‌شود.

دكتر خسروي در عين حال تصريح كرد: آنچه كه مصرف PHB را بويژه در صنايع بسته بندي محدود مي كند، قيمت زياد آن در مقايسه با پلاستيك‌هاي مشتق شده از نفت است .

گزارش‌ها نشان مي‌دهد كه 40 درصد قيمت تمام شده اين نوع پليمر به منبع كربن و 35 درصد به روش استخراج آن مربوط ميشود. بدين لحاظ در اين تحقيق براي كاهش قيمت PHB راهبردهاي جديدي در زمينه توليد و استخراج اين پليمر به كار گرفته شد.

به گفته وي، در مرحله توليد پليمر علاوه بر بكارگيري و مقايسه دو روش اقتصادي در طراحي آزمايش با عنوان پلاكت برمن و تاگوچي از سوبستراي ارزان قيمت دي اكسيد كربن با استفاده از كشت «كموليتواتوتروف»( باكتري تثبيت كننده هيدروژن) استفاده شد .

همچنين در مرحله استخراج پليمر براي اولين بار راهبردهاي جديدي با استفاده از دي اكسيد كربن فوق بحراني به كارگرفته شد. به اين منظور حلاليت پليمر و امكان كاربرد سيال در گسستن سلول بررسي شده و متغيرهاي فرآيند با استفاده از روش طرح عاملي كامل و تاگوچي مورد ارزيابي قرار گرفتند .

همچنين به منظور بررسي اثر روش خشك كردن و آماده سازي سلول و با هدف تسهيل فرآيند و كاهش مصرف انرژي راهبردهاي جديدي در فرآيندهاي پايين دستي بكار گرفته شد و اثر آن بر راندمان گسستن سلولي و متوسط وزن مولكولي عددي پليمر بررسي شد. همچنين اثر سن كشت بر بازدهي فرآيند با استفاده از ميكروسكوپ الكتروني سطح سلول گسسته شده با انواع دست نخورده مورد مطالعه قرار گرفتند .

دكتر كيانوش خسروي در پايان ابراز اميداواري كرد با توليد اين نوع پليمر مشكلات بسياري از مراكز صنعتي و پزشكي، دامپزشكي، داروسازي و در مجموع معضلات بيوتكنولوژي برطرف شود .

گفتني است، اين رساله به راهنمايي دكتر ابراهيم واشقاني، عضو هيات علمي گروه بيوتكنولوژي دانشكده فني و مهندسي دانشگاه تربيت مدرس تدوين شده و نتايج آن در قالب شش مقاله در مجلات معتبر آمريكا و اروپا ارائه شده است.

منبع : خبرگزاری ایسنا