وزن ثقيل! تم إطلاق أول ورقة تغليف شفافة قابلة للتحلل في العالم

لقد نجح الباحثون اليابانيون في تطوير أول ورقة تغليف شفافة في العالم ، والتي تكون سميكة بما يكفي لاستخدامها كحاوية مشروبات ولها خصائص قابلة للتحلل ، دون التسبب في تلوث البيئة البحرية. ذكر الفريق العلمي أن صندوق الورق المصنوع من هذه المادة الجديدة شفافة للغاية ، مما يسمح للمستهلكين برؤية العصير أو المشروبات الأخرى في الداخل.
تنشأ هذه الورقة الشفافة من النباتات ويمكن تحللها بواسطة الكائنات الحية الدقيقة ، مع إمكانية استبدال الحاويات البلاستيكية التقليدية في المستقبل. إنها ليست مرنة وسهلة الانحناء فحسب ، بل إنها أيضًا قوية ودائمة حتى في البيئات الرطبة ، ويمكن معالجتها في أشكال مختلفة ، بما في ذلك الكؤوس والقش. تم الانتهاء من هذا الإنجاز الذي حققه بشكل مشترك من قبل فريق من العلماء من مؤسسات بحث متعددة ، بما في ذلك الوكالة اليابانية للبحوث البحرية والتنمية (Jamstec ، ومقرها في مدينة يوكوسوكا ، محافظة كاناجاوا).

كوب مصنوع من المواد الورقية المطورة حديثًا شفاف للغاية ، ويمكن رؤية السفن في الخلفية من خلالها
النية الأصلية للبحث والتنمية: مواجهة تلوث البلاستيك العميق مباشرة
نائب كبير الباحثين في معهد اليابان لتعزيز العلوم والتكنولوجيا البحرية وقائد فريق الأبحاث ، نوريوكي إيوابي ، له آمال كبيرة في هذه الدراسة. قال: "أتطلع إلى أن تصبح هذه المادة" بطاقة ترامب "في مكافحة التلوث البحري
بدأ هذا المشروع مع Noriyuki Iwabe. وقد شارك في بحث حول السليلوز (المكون الرئيسي للخشب والورق) وانضم إلى معهد اليابان للعلوم والتكنولوجيا البحرية في عام 2017. مع قاعدة البيانات الواسعة للمؤسسة للصور العلمية الغاطسة ، شهد مباشرة الواقع القاسي للمياه العميقة التي يتم تلوثها بشدة من قبل البلاستيكات التي يمكن التخلص منها.
عندما رأى أكياسًا بلاستيكية ومختلف الملوثات المنتشرة على قاع البحر على عمق تزيد عن 1000 متر ، توصل Jibu بسرعة إلى فكرة استخدام حاوية مصنوعة من مادة يمكن أن تتحلل بواسطة الكائنات الحية الدقيقة حتى في المحيط لاستبدال الحاويات البلاستيكية.
الاختراق التكنولوجي: من عدم الشفافية إلى "الشفافية المتطرفة"
بالنسبة إلى Shibata ، يبدو أن الورق أحد أكثر المواد الواعدة. ومع ذلك ، فإن الورق التقليدي لديه ضعف واضح: نظرًا لاستخدامه للب الخشب ، فإن الفجوات بين الألياف الخشنة مبعثرة الضوء ، مما يؤدي إلى أن تكون الورق النهائي غير شفاف.
بالنسبة لصناعة الأغذية ، التي تقدر الشفافية عالية ، هذه القضية بارزة بشكل خاص. يُعتقد عمومًا أن العبوة التي تسمح للمستهلكين برؤية المحتويات مقدمًا يمكن أن تحفز رغبتهم في الشراء بشكل أفضل. وفقًا للتقارير ، أطلقت شركة مصنعة للأغذية الفرنسية مرة واحدة مشروبات عصير تعبئتها في صناديق من الورق المقوى ، ولكن في وقت لاحق مرة واحدة على الأقل استئناف باستخدام الحاويات البلاستيكية.
على الرغم من وجود مادة تسمى الورق الزجاجي ، مشتقة من السليلوز مثل الورق والمعروفة بمظهرها الشفاف ، يمكن أن تنتج طرق الإنتاج الحالية الورق الزجاجي فقط بسمك 0.03 ملليمتر. لفترة طويلة ، كان من المستحيل على نطاق واسع في الصناعة أنه من المستحيل تقنيًا إنتاج ورق زجاجي يتراوح بين 0.3 مم و 0.7 مم (يكفي لصناديق الورق والتعبئة التجارية الأخرى).
مع الأخذ في الاعتبار ، توصل Noriyuki Iwabe إلى طريقة استخدام محلول مائي بروميد الليثيوم. في ذلك الوقت ، كان أحد زملائه يدرس هذا السائل ، وقدرة هذه المادة الكيميائية على حل الحرير وبدأت السليلوز في جذب انتباه الناس. توصل Jibu إلى خطة: لحل وتوطيد السليلوز عن طريق ضبط درجة حرارة محلول مائي بروميد الليثيوم ، بحيث يمكن تعديل سمك الورق وشكله بحرية.
في السنة الثانية ، 2018 ، بدأ تطوير نماذج أولية. عززت قسم جيجيانغ السليلوز وتنظيفه وتجفيفه ، في نهاية المطاف إنتاج ورقة شفافة للغاية وسميكة بشكل معتدل. وفقًا للتقارير ، خلال هذه العملية ، تتحلل الألياف بدقة إلى جزيئات ، وتشكل بنية كثيفة بدون مسام ، مما يسمح للضوء بالاختراق دون الانتثار.

ميزة أخرى فريدة من نوعها في هذا المشروع البحثي هي أن الفريق استخدم بالكامل المرافق والخبرات في شركة اليابان البحرية للبحوث والتطوير (Jamstec) للتحقق مما إذا كانت هذه المواد يمكن أن تتحلل حقًا في أعماق البحر.
بمساعدة من الأبحاث المأهولة "Deep Sea 6500" والمعدات الأخرى ، وضع الباحثون أكوابًا تحتوي على هذه المادة الجديدة على قاع البحر. تشمل هذه المواقع مساحة عميقة مساحتها 757 مترًا في منطقة سانزاكي على طول ساحل خليج ساغامي في محافظة كاناجاوا ، بالإضافة إلى مساحة بحر عميقة على ارتفاع 5552 متر بالقرب من جزيرة نانتوري في أقصى شرق المحيط الهادئ في اليابان.
أظهرت نتائج التصوير لمدة ستة أشهر أن هذه الحاويات تتحلل تدريجياً. اختفى كوب واحد في منطقة سانزاكي تمامًا خلال أربعة أشهر.
تحديات التسويق والآفاق المستقبلية
على الرغم من الآمال الكبيرة في التطبيق التجاري لهذه الورقة المتخصصة في المستقبل ، فإن التكلفة العالية لا تزال تشكل عقبة رئيسية. من الصعب تحقيق هذه المادة الورقية بسرعة بنفس مستوى الاقتصاد مثل المواد البلاستيكية الرخيصة التي يتم إنتاجها على نطاق واسع باستخدام الزيت ، حيث لا يمكن تصنيع هذه المواد الفريدة إلا في مختبرات متخصصة.
في مواجهة هذا التحدي ، يبحث Isobe وزملاؤه بنشاط عن اهتمام من الشركات المصنعة الكبار في أبحاثهم. يخطط العلماء لاقتراح تقنية إنتاج أرخص ، على غرار تصنيع الصناديق الورقية وغيرها من الورق المقوى المشترك. كما يخططون لتصميم خط إنتاج مخصص للتحكم في استهلاك الطاقة.
أتصور مجتمعًا حيث كل ما نحتاجه لحياتنا اليومية يأتي بالكامل من المواد التي تنتجها الكائنات الحية. في الوقت نفسه ، يجب إعادة استخدام العناصر اليومية بعناية