بیوپلاستیک

تولید پلاستیک زیستی از گیاهان چوبی

گروهی از باکتری‌های خاکی که از هیدروکربن‌ها استفاده می‌کنند با اندکی تغییر ژنتیکی قابلیت تبدیل‌شدن به یک کارخانه‌ی زیستی را دارند. هدف از این تغییر، تولید ترکیبی زیستی است که بتواند جایگزین پلاستیک‌های تجاری شود. گروهی از محققین در تلاش‌اند تا از گیاهان چوبی برای تولید پلاستیک‌های زیستی استفاده کنند.


گروهی متشکل از محققین دانشگاه ویسکانسین-مدیسون و مؤسسه‌ی تحقیقاتی انرژی زیستی Great Lakes امیدوارند بتوانند ترکیبات به‌دست آمده از گیاهان چوبی را جایگزین نفت خام در تولید سوخت و مواد شیمیایی کنند. یکی از این ترکیبات، قند موجود در سلولز است. بخش عمده‌ی دیواره‌ی سلولی گیاهان را سلولز تشکیل می‌دهد.

برای دست‌یابی به این قندها، ابتدا باید سلولز از لیگنین (که در ساختار دیواره‌ی سلولی در بین حفرات سلولز و دیگر ترکیبات قرار گرفته) جدا شود. لیگنین نیز به مقدار زیادی در ساختار برگ گیاهان وجود دارد. بیش از یک قرن است که در کارخانه‌های کاغذسازی ترکیبات لیگنینی به عنوان ماده‌ای کم‌ارزش تلقی می‌شوند.

در این مطالعه برای تبدیل کردن لیگنین به ماده‌ای کاربردی که همه‌چیز به غیر پول را می‌توان با آن ساخت؛ از باکتری Novosphingobium aromaticivorans استفاده شده است. این باکتری توانایی تبدیل همه‌ی بخش‌های موجود در لیگنین به هیدروکربن‌های ساده‌تر را داراست. این باکتری اولین بار از خاک‌های آلوده‌ شده‌ی نفتی جداسازی شده است.

در فرآیند هضمی که توسط باکتری Novosphingobium aromaticivorans انجام می‌شود، ترکیبات آروماتیک به ترکیب ۲-پیرون ۶،۴ دی‌کربولیک‌اسید (PDC) تبدیل می‌شوند. باکتری‌ Novosphingobium aromaticivorans به وسیله‌ی مهندسی ژنتیک دچار تغییر شدند و سه ژن آن‌ها خارج شد که به موجب آن، مولکول حد واسط PDC به محصول نهایی تبدیل می‌شود. باکتری‌های تغییر داده شده مستقیماً، لیگنین ورودی را به PDC خروجی تبدیل می‌کنند. دانشمندان ژاپنی از PDC برای تولید محصولات مصرفی مفید استفاده می‌کنند. این ترکیبات به لحاظ خواص، مشابه یا حتی بهتر از پلیمرهای PET (در ساخت مواد زیادی از جمله بطری‌های پلاستیکی و الیاف مصنوعی استفاده می‌شود) هستند.

ترکیب PDC جایگزین‌ جذابی برای پلاستیک‌ها به شمار می‌آید؛ اما با روش‌های موجود امکان تولید صنعتی آن‌ها وجود ندارد. در حال حاضر باکتری مهندسی‌شده Novosphingobium aromaticivorans توانایی تبدیل ۵۹ درصد لیگنین به PDC را دارد. چند مطالعه‌ی دیگر در جریان است تا ظرفیت‌ تولید در باکتری‌های مهندسی افزایش یابد.

اگر سلولز برای تولید سوخت زیستی استفاده شود، لیگنین جداشده از آن را می‌توان برای تولید PDC استفاده کرد. در این صورت بازار این محصولات با تحول عمده‌ای روبرو می‌شود. به عبارتی اگر تولید به حد قابل قبولی برسد می‌توان امیدوار بود تا صنعت جدیدی متولد شود.

توسط
Bioengineer
منبع
Green Chemistry
نمایش بیشتر

نوشته‌های مشابه

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

دکمه بازگشت به بالا
EnglishIran
بستن
بستن