گروهی از محققان در دانشگاه مینه‌سوتا، یک فرایند جدید برای تولید تایرهای خودرو از درختان و علف‌ها اختراع کرده‌اند که می‌تواند صنعت تولید تایر را به سمت استفاده از منابع تجدیدپذیر موجود در اطراف‌مان سوق دهد.
تایرهای خودرو رایج امروزی موادی مضر برای محیط زیست هستند، زیرا اکثراً از سوخت‌های فسیلی ساخته می‌شوند. تایرهای ماشین ساخته شده از زیست‌توده از نظر ساختار شیمیایی، رنگ، شکل و عملکرد مانند تایرهای امروزی خواهند بود.
یکی از پژوهشگران این پروژه اظهار داشت: تیم ما برای ساخت ایزوپرن (isoprene، مولکول کلیدی لاستیک های خودرو) از محصولات طبیعی، یک فرایند شیمیایی جدید ابداع کرده است.
در حال حاضر ایزوپرن بوسیله شکست حرارتی مولکولهای نفت تولید می‌شود که شبیه فرایند کراکینگ برای بنزین است. مراحل بعدی شامل جداسازی و تخلیص از بین صدها محصول دیگر و در نهایت پلیمریزاسیون آن است.
بسیاری از تلاش ها در دهه گذشته برای تولید ایزوپرن از زیست‌توده بر تکنولوژی تخمیر تمرکز کرده‌اند؛ با این حال ثابت شده است که تولید مولکول ایزوپرن تجدیدپذیر از میکروب‌ها دشوار است، و تلاش‌ها برای ساخت آن بوسیله یک فرایند کاملاً بیولوژیک ناموفق بوده است.
در پژوهش اخیر محققان بر فرایندی تمرکز کرده‌اند که با قندهای مشتق شده از زیست‌توده‌هایی مانند علف‌ها، درختان و ذرت آغاز می‌گردد. آنها دریافتند زمانی یک فرایند سه مرحله‌ای برای تولید ایزوپرن بهینه است که به اصطلاح «هیبرید» شده باشد، به این معنا که تخمیر بیولوژیک به وسیله میکروب‌ها را با فرایند پالایش کاتالیستی رایج که شبیه به تکنولوژی پالایش نفت است، ترکیب کند.
اولین مرحله از این فرایند جدید، تخمیر میکروبی قندهایی مانند گلوکز به ماده حد واسطی بنام ایتاکونیک اسید است. در مرحله دوم، ایتاکونیک اسید با هیدروژن واکنش داده و تبدیل به یک ماده شیمیایی بنام متیل-THF (تترا هیدرو فوران) می‌شود.
پیشرفت اصلی این پروژه در مرحله سوم حاصل شد که مربوط به دهیدراته کردن متیل-THF به ایزوپرن بود. تیم تحقیقاتی با استفاده از کاتالیستی منحصر به فرد با نام اختصاری P-SPP که اخیراً در دانشگاه مینه سوتا کشف شده است، توانست نشان دهد که بازده کاتالیستی به اندازه ۹۰ درصد بوده و به علاوه محصول عمده ایزوپرون است.
این پژوهش می‌تواند اثر به سزایی بر صنعت چندمیلیارد دلاری تایرسازی داشته باشد. ایزوپرن زیستی اقتصادی پتانسیل گسترش تولید لاستیک‌های ماشین با استفاده از منابع تجدید پذیر به جای سوخت های فسیلی را دارد. همچنین این اکتشاف می تواند بر بسیاری از تکنولوژی‌های پیشرفته محصولات مبتنی بر لاستیک تأثیر بگذارد.
ترجمه: محمد رضازاده
