هيدروجيل ثوري: يكافح بكفاءة المواد البلاستيكية الدقيقة في الماء!

هيدروجيل ثوري: يكافح بكفاءة المواد البلاستيكية الدقيقة في الماء!

إن التحدي الذي تمثله المواد البلاستيكية الدقيقة عالمي ويصل إلى أبعد أركان الكوكب. تم اكتشاف المواد البلاستيكية الدقيقة في جميع المسطحات المائية تقريبًا وتمثل مشكلة بيئية خطيرة تعرض صحة الكائنات الحية والبشر للخطر. أحدث الأبحاث من جامعة لايبنيز هانوفر (LUH) تظهر أساليب واعدة لمكافحة هذه الجزيئات الضارة.

قام فريق بحث بقيادة البروفيسور الدكتور سيباستيان بولارز بتطوير هيدروجيل مبتكر قادر على امتصاص وتكسير جزيئات البلاستيك الدقيقة بشكل مستقل. تعمل هذه المادة الجديدة مثل مكوك ذاتي التنظيم، حيث تنقل المواد البلاستيكية الدقيقة من الماء إلى الضوء، حيث يمكن تفكيكها. وفي الدراسة المنشورة في المجلةاتصالات الطبيعةيوضح العلماء كيف يغير الهيدروجيل شكله من خلال التغيرات في درجات الحرارة ويمتص المواد البلاستيكية الدقيقة والجلوكوز. يقوم إنزيم مدمج بتحويل الجلوكوز إلى أكسجين، مما يمنح الهيدروجيل القدرة على الطفو ويرفعه إلى سطح الماء.

تكنولوجيا مبتكرة لمكافحة المواد البلاستيكية الدقيقة

يتكون الهيدروجيل من بوليمر سريع الاستجابة وجزيئات سيليكات عضوية مسامية ومحفز ضوئي. ومن المثير للاهتمام أنه مصمم للتناوب المستمر بين الصعود والهبوط، مما يضمن عملية تنظيف مستمرة. عند درجات حرارة منخفضة، ينتفخ الهيدروجيل ثم يغوص مرة أخرى بعد إطلاق حمولته من اللدائن الدقيقة. ويمكن أيضًا توسيع هذه التكنولوجيا المبتكرة لتشمل ملوثات أخرى، ويظهر المفهوم القدرة على التكيف لإزالة البولي إيثيلين أو PET بشكل فعال، على سبيل المثال.

المشاكل التي تسببها المواد البلاستيكية الدقيقة بعيدة المدى. لا تنشأ المشاكل البيئية فحسب، بل يمكنها أيضًا أن تدخل جسم الإنسان من خلال مياه الشرب. وقد أظهرت الأبحاث، مثل تلك التي أجريت في المعهد الهندي للعلوم، أن المواد البلاستيكية الدقيقة تتواجد في المناطق النائية مثل القمم الجليدية القطبية وخنادق المحيطات العميقة. يُظهر الجل المائي الذي تم بحثه هناك والمستخدم أيضًا لإزالة المواد البلاستيكية الدقيقة كفاءة غير عادية تصل إلى 95٪ في إزالة المواد البلاستيكية الدقيقة. يستخدم هذا الهيدروجيل شبكة بوليمر متشابكة يتم تنشيطها بواسطة الأشعة فوق البنفسجية وتقوم بتكسير المواد البلاستيكية الدقيقة.

المبادرات والتحديات البحثية الجديدة

وفي الوقت نفسه، جامعة دريسدن للتكنولوجيا والاقتصاد (HTWD) تلقت تمويلا من مؤسسة الأبحاث الألمانية (DFG) لإنشاء مختبر مشترك. الهدف من هذا المختبر، الممول من عام 2024 إلى عام 2026، هو دراسة آثار المواد البلاستيكية في مختلف المجالات البيئية، بما في ذلك الماء والتربة والهواء. يهدف الاستثمار في تكنولوجيا المختبرات والتحليلات الحديثة إلى تمكين مجموعات البحث متعددة التخصصات من الوصول إلى طرق مبتكرة لدراسة المواد البلاستيكية الدقيقة.

يؤكد تمويل DFG على الإمكانات العلمية في HTWD والحاجة الملحة لتطوير أساليب فعالة لمعالجة أزمة البلاستيك. يتم إدخال معدات مثل هضم الموجات الدقيقة لاختبار التربة وأجهزة الطرد المركزي المتدفقة لتحليل المياه من أجل فحص العينات البيئية الأكبر حجمًا والتي يصعب الوصول إليها بشكل أفضل.