كيميائي هايدلبرغ يفوز بجائزة كارل فرويدنبرغ لابتكاره في إعادة التدوير!

كيميائي هايدلبرغ يفوز بجائزة كارل فرويدنبرغ لابتكاره في إعادة التدوير!

في 25 مايو 2025، منحت أكاديمية هايدلبرغ للعلوم (HAdW) جائزة كارل فرويدنبرغ الشهيرة للكيميائي ماكسيميليان بور. يأتي هذا التكريم تكريمًا لأطروحته حول إنتاج البولي إيثيلين المستدام في جامعة كونستانز. تم تكريم بور لأبحاثه المبتكرة، التي تتناول الإنشاء المستهدف لنقاط انكسار محددة مسبقًا في سلاسل البوليمر دون المساس بخصائص المواد.

الهدف الرئيسي من هذا العمل هو تحسين قابلية إعادة تدوير مواد البولي إيثيلين. وأوضح بور أنه قام بدمج مجموعات الكيتو في البولي إيثيلين، والتي يتم تفكيكها بواسطة الأشعة فوق البنفسجية لإنشاء نقاط كسر مستهدفة. وهذا يمكن أن يقدم مساهمة حاسمة في الحد من النفايات البلاستيكية.

أساليب مبتكرة للمواد البلاستيكية المستدامة

لتحقيق الخصائص المطلوبة، استخدم بور محفزات النيكل المحايدة مع بروابط فوسفينوفينولات [P,O]. أدت هذه الطرق إلى إنتاج البولي إيثيلين عالي الوزن الجزيئي المعدل بالكيتو والمعروف باسم keto-PE. النتائج واعدة: تحتفظ هذه المواد بخصائص البولي إيثيلين التقليدي وهي في الوقت نفسه قابلة للتحلل تحت الأشعة فوق البنفسجية.

تم إجراء البحث كجزء من المشروع الممول منحة ERC المتقدمة "DEEPCAT: مواد البولي أوليفين القابلة للتحلل الممكّنة بالطرق التحفيزية" تحت قيادة ستيفان ميكينج. يشغل ماكسميليام بور، الذي حصل على درجة الدكتوراه في يونيو 2024، منصبًا ما بعد الدكتوراه في جامعة كاليفورنيا سانتا باربرا، حيث يعمل على التحفيز غير المتجانس لإعادة تدوير البلاستيك.

تُمنح جائزة كارل فرويدنبرغ، التي تُمنح سنويًا منذ عام 1986 وتبلغ قيمتها 10000 يورو، للأعمال العلمية المتميزة في العلوم الطبيعية، وخاصة في الكيمياء والأحياء. تؤكد هذه الجائزة على أهمية أبحاث بور في مجال أصبح ذا أهمية متزايدة.

تحديات إعادة تدوير البولي إيثيلين

في سياق تقنيات إعادة التدوير، يلعب البولي إيثيلين (PE) والبولي بروبيلين (PP) دورًا رئيسيًا حيث أنهما أكثر المواد البلاستيكية استخدامًا في جميع أنحاء العالم. طور العلماء مؤخرًا عملية جديدة لإعادة تدوير البولي إيثيلين والتي تحول البولي إيثيلين إلى بروبيلين. يمكن استخدام هذا البروبيلين كمادة خام لإنتاج مادة البولي بروبيلين، وهي أكثر تنوعًا وأسهل في إعادة التدوير.

ويمثل البولي إيثيلين حوالي ثلث إنتاج البلاستيك العالمي، ولكن يتم إعادة تدوير حوالي 14 بالمائة منه فقط. غالبًا ما تؤدي إعادة التدوير الحالية إلى مزيج من البوليمرات الرديئة، حيث يشكل خمول البولي إيثيلين عائقًا كبيرًا. توصل فريق بحث بقيادة جون هارتويج من جامعة كاليفورنيا في بيركلي إلى حل مبتكر يمكن أن يزيد بشكل كبير من كفاءة إعادة التدوير.

تتضمن هذه الطريقة تقسيم ذرات الهيدروجين باستخدام محفزات خاصة، مما يؤدي إلى إنشاء روابط كربون مزدوجة تزيد من التفاعلية. وفي الاختبارات المعملية، تمكن الفريق من تحويل أكثر من 80 بالمائة من البولي إيثيلين إلى بروبيلين، مما قد يقلل من الحاجة إلى الغاز الصخري لإنتاج البولي بروبيلين.

وعلى الرغم من أن هذه العمليات لا تزال بعيدة كل البعد عن الاستخدام التجاري، إلا أن الباحثين متفائلون. تتوافق الطرق مع التفاعلات الصناعية الحالية ويمكن أن تقدم مساهمة حاسمة في تقليل النفايات البلاستيكية. ونظرًا لتحديات إدارة النفايات، فإن كفاءة هذه العمليات الجديدة وقابليتها للتوسع أمر بالغ الأهمية.

تظهر التطورات في مجال إعادة التدوير الكيميائي للبولي إيثيلين والبولي بروبيلين أن الأبحاث في هذا المجال تحقق تقدماً واعداً يمكن أن يغير بشكل دائم استخدام البلاستيك في المستقبل. يمكن أن يلعب تضافر ابتكارات علماء مثل ماكسيميليان بور دورًا رئيسيًا.