هناك عدة فرق بحثية حول العالم نجحت في ابتكار مواد بديلة للبترول في صناعة البلاستيك باستخدام بكتيريا أو مواد حيوية. إليك بعض الأمثلة والمعلومات المهمة:
أمثلة على ابتكارات حديثة
-
PDCA (حمض بيريدين ديكربوكسيليك) من بكتيريا E. coli
في جامعة كوبى (Kobe University) اليابانية، تم تعديل بكتيريا E. coli لإنتاج مركب يُدعى PDCA من الجلوكوز، وهو مادة قابلة للتحلل الحيوي وتتفوق خواصها الفيزيائية على البلاستيك الشائع PET. -
بكتيريا أرجوانية غير كبريتية تنتج PHA
باحثون في واشنطن وجدوا أن بكتيريا تسمى purple non-sulfur bacteria تستطيع إنتاج بوليمرات PHA، باستخدام مصادر كربون مستدامة وبكلفة طاقة منخفضة، كما تم تعديل بعض سلالات لزيادة الإنتاج. -
بكتيريا مهندسة لإنتاج بوليمرات تشبه النايلون
في كوريا الجنوبية، تم تعديل E. coli وراثياً لإنتاج بوليمر هجين يُعرف بـ Poly(ester amide) أو PEA، وهو يشبه النايلون من حيث المرونة والقوة. -
ألياف سليلوز بكتيرية (Bacterial Cellulose)
فريق في جامعة هيوستن توصل إلى طريقة لبناء صفائح من السليلوز المنتج بواسطة بكتيريا، هذه الصفائح قوية، شفافة، مرنة، وتمتاز بأنها قابلة للتحلل. قد تُستخدم في التغليف، والمواد الطبية، وغيرها. -
استخدام الليجنين المعدل وراثياً
فريق بحثي في الولايات المتحدة استخدم بكتيريا Novosphingobium aromaticivorans لتعديل مادة الليجنين (مكون طبيعي موجود في نباتات الأشجار) وتحويلها إلى بديل للبلاستيك.
الفوائد والتحديات
الفوائد:
-
استدامة: المواد الحيوية أو البكتيرية تقلل الاعتماد على البترول.
-
قابلية للتحلل: بعضها يتحلل بشكل طبيعي، مما يخفف التلوث البلاستيكي.
-
مصدُر متجدد: يمكن إنتاجها من نشويات، من مخلفات نباتية أو من مصادر بسيطة مثل الجلوكوز.
-
إمكانية التخصيص: يمكن تعديل البكتيريا وراثياً لإنتاج خصائص مادية مختلفة حسب الاستخدام (مرونة، مقاومة، الشفافية، إلخ).
التحديات:
-
التكلفة: إنتاجها بكميات كبيرة ما زال مكلفاً مقارنة مع البلاستيك البترولي، خاصة في مشاريع تجارية.
-
الإنتاج على نطاق صناعي: تحويل التجارب المختبرية إلى مصانع يتطلب تطويرات في الإنتاج، النقاوة، والتحكم في الجودة.
-
الاستقرار والمتانة: بعض البلاستيك الحيوي قد لا يكون بنفس المقاومة للحرارة أو التآكل مثل البلاستيك التقليدي.
-
البنية التحتية: الحاجة إلى طرق مناسبة للتخلص أو إعادة التدوير لتلك المواد الحيوية.