بازیافت فیبرهای کربن با نوعی قارچ
تعمیر تلفن: محققان آمریکایی یک پروسه جدید را برای بازیافت فیبر کربن و تبدیل آن به مواد شیمیایی باارزش ابداع نموده اند که با کمک قارچ ها به انجام می رسد.
به گزارش تعمیر تلفن به نقل از ایسنا، قارچ ها می توانند کلید بازیافت مواد شیمیایی باارزش از فیبر کربن دور ریخته شده باشند که به صورت گسترده برای ساخت تجهیزات ورزشی، هواپیما یا پره توربین های بادی و خیلی از موارد دیگر استفاده می شود.
به نقل از ادونسد ساینس نیوز، تقاضا برای فیبر کربن به صورت پیوسته درحال رشد بوده است و سالانه صدها هزار تن از آن در سراسر دنیا تولید می شود. با این حال، بازیافت این ماده بسیار دشوار است. «برل اوکلی»(Berl Oakley) استاد زیست شناسی مولکولی «دانشگاه کانزاس»(University of Kansas) اظهار داشت: فیبر کربن معمولاً با یک ماتریس پلیمری ترکیب می شود که همه چیز را کنار هم نگه می دارد. نتیجه، یک ماده بسیار سبک و قوی است.
همان ساختاری که فیبر کربن را به یک ماده قوی تبدیل می کند، تعمیرات را غیر عملی و بازیافت را دشوار می سازد. در نتیجه، فیبر کربن به محل های دفن زباله انتقال می یابد یا سوزانده می شود.
تا سال ۲۰۳۰ احیانا هزاران هواپیمای تجاری ساخته شده با فیبر کربن دور ریخته خواهند شد و تا سال ۲۰۵۵ هم توربین های بادی میلیونها تن زباله به جا خواهند گذاشت.
اوکلی تصریح کرد: توانایی بازیافت فیبر کربن در آینده اهمیت بیشتری خواهد یافت.
روش جدید اوکلی و گروهش برای بازیافت فیبر کربن می تواند دانشمندان را یک گام به این هدف نزدیک تر کند چونکه نخستین روشی است که نشان داده است ضایعات فیبر کربن را میتوان به یک ماده شیمیایی پرارزش با بسیاری از کاربردها در حوزه شیمی و پزشکی تبدیل کرد.
فرایند جدید بازیافت فیبر کربن در دو مرحله صورت می گیرد. مرحله اول شامل یک روش شیمیایی با فشار و دمای بالاست که طی آن ماتریس پلیمری حل می شود و از فیبرهای کربن جدا می شود. این کار به محققان امکان داد تا الیاف کربن آزاد را که ۹۷ درصد از استقامت کششی ماده اصلی را حفظ نموده بودند، بازیافت کنند. از فیبرهای بازیافت شده میتوان برای تولید کامپوزیت های نسل دوم فیبر کربن بهره برد.
آن چه روش جدید را منحصربه فرد می سازد، اینست که برای نخستین بار یک ماده شیمیایی باارزش را از اجزای ماتریس فیبر کربن بازیافت می کند و اینجاست که قارچ ها نقش اساسی را بر عهده می گیرند.
مرحله نخست از فرایند بازیافت، ماتریس فیبر کربن ساخته شده از پلی استایرن را به یک ماده شیمیایی به نام «بنزوئیک اسید» تبدیل می کند که قارچ «آسپرژیلوس نیدولانس»(Aspergillus nidulans) می تواند از آن تغذیه کند. محققان از این فرایند طبیعی در مرحله دوم برای تولید یک ترکیب پرارزش به نام «اکتاترینوئیک اسید» استفاده کردند.
اوکلی اظهار داشت: اکتاترینوئیک اسید بعنوان یک ماده شیمیایی سازنده خیلی از ترکیبات دیگر شناخته می شود. قارچ آسپرژیلوس نیدولانس، این ماده را به شکل طبیعی تولید می کند اما مقدار زیادی را از آن ندارد. بنابراین، ما مجبور شدیم تولید این ماده را با استفاده از مهندسی ژنتیک افزایش دهیم.
قارچ های مهندسی شده توانستند اسید اکتاترینوئیک را از اسید بنزوئیک با کارآیی ۲۰ برابر بیشتر از روش سایر گروههای پژوهشی که فرآیندهای مشابهی را با استفاده از باکتری ها آزمایش کرده بودند، بسازند. قارچ ها علاوه بر کارآیی بیشتر می توانند ارزان تر از باکتری ها باشند و این یک مزیت کلیدی برای دوام بخشیدن به فرایند در مقیاس صنعتی است.
کل فرایند بازیافت در عرض یک هفته صورت می گیرد و یک گزینه سریع را برای بازیافت کامل مواد فیبر کربنی عرضه می دهد.
این پژوهش در مجله «JACS» به چاپ رسید.
این مطلب را می پسندید؟
(0)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب