اتفقت جامعة الملك عبد الله للعلوم والتقنية (كاوست) وشركتان صينيتان تعملان في قطاع البلاستيك: شركة شاندونغ ليانسين لتقنية حماية البيئة المحدودة وشركة هانغتشو هيكاي للتقنية المحدودة، على تصنيع بلاستيك أخضر صديق للبيئة باستخدام تقنية من تطوير كاوست تعتمد على مركبات بولي كربونات أليفاتية عالية الكتلة المولية.

ومن المقرر استخدام هذا البلاستيك الأخضر في تصنيع المنتجات الطبية الحيوية وتغليف المواد الغذائية. وتتطلب هذه التطبيقات خصائص قابلة للتحلل البيولوجي، ودرجة سمية منخفضة وتوافقية حيوية ممتازة، وهي الخصائص التي تتمتع بها بولي كربونات كاوست بشكل مثالي.

وفي هذا السياق، قام البروفيسور إيف نانو، أستاذ زمالة ابن الهيثم المتميز في الكيمياء في كاوست، والدكتور زياوشوانغ فنغ، وفريق البحث التابع لهما في كاوست، بتطوير طريقة مبتكرة لتصنيع مركبات بولي كربونات أليفاتية دون استخدام المعادن السامة، والتي تُستخدم عادة في إنتاج البلاستيك المماثل. وتتميز هذه المركبات بأنها مصنوعة من ثاني أكسيد الكربون والمواد الخام القادمة من مصادر مستدامة.

ومن المتوقع أن تستغرق المرحلة التجريبية لهذا البلاستيك سنتين قبل بدء التصنيع التجاري، وسيتم خلال العام المقبل بناء مرفق متخصص لهذا المشروع.

يوضح الدكتور فنغ أنه لا يمكن استخدام مركبات البولي كربونات العادية المصنوعة من محفزات معدنية في تطبيقات مثل الأغذية أو المنتجات الطبية؛ بسبب المعادن التي تحتوي عليها. ومع ذلك، فإن بولي كربونات كاوست خالية من المعادن، وتشكل حاجزًا ممتازًا للأكسجين والرطوبة، مما يجعلها مناسبة لتصنيع البلاستيك المثالي لتغليف العناصر التي تحتاج إلى الحماية من الأكسدة، فضلًا عن جودتها العالية للتطبيقات الطبية الحيوية المتطورة.

بالإضافة إلى ذلك، فإن ما يصل إلى 45 في المائة من مركبات البولي كربونات التي تطورها كاوست عبارة عن ثاني أكسيد الكربون، فإن عملية تصنيعها لها بصمة بيئية أقل مقارنة بالمنتجات المماثلة.

يشار إلى أنه في أوائل عام 2023، أعربت الشركتان الصينيتان عن اهتمامهما بطرح مركبات البولي كربونات التي تطورها كاوست في السوق على مراحل. ففي المرحلة الأولى، ستوفر شركة هانغتشو هيكاي للتقنية المحدودة المرافق اللازمة لتوسيع نطاق تصنيع البولي كربونات حتى 10 كيلوغرامات باستخدام بروتوكول كاوست الخاص. وفي المرحلة اللاحقة، ستستفيد شركة شاندونغ ليانسين لتقنية حماية البيئة المحدودة من قدراتها الصناعية الواسعة لتجربة إنتاج بولي كربونات أليفاتية عالية الكتلة المولية، بهدف الوصول إلى إنتاج طن واحد قبل التوسع في التصنيع التجاري الكامل.

يقول البروفيسور نانو" هذه أول حالة يتم فيها صياغة خطة شاملة لتصنيع مركبات بولي كربونات أليفاتية عالية الكتلة المولية من خلال اتفاقية تطوير مشتركة".

يذكر أن البلاستيك الأخضر -كمفهوم- موجود منذ ما يقرب من عقدين، حيث تَبنى العديد من المصنّعين بالفعل مبادئ الكيمياء الخضراء لتطوير البلاستيك القابل لإعادة التدوير. وفي حين ظهرت حلول اشتملت على البلاستيك الحيوي أو القابل للتحلل البيولوجي، إلا أن القليل منها فقط تم تبنيه صناعيًا.

ويعلق نانو "بدأت التفكير في البلاستيك القابل للتحلل البيولوجي قبل عدة سنوات، وأنا سعيد الآن؛ لأننا طورنا مادة يمكن تحويلها بالكامل إلى ماء وثاني أكسيد الكربون من خلال التحلل الإنزيمي في نهاية دورة حياتها. وبذلك لن يكون لمنتجنا أي تأثير سلبي على البيئة".