بلاستيك ومنسوجات من النفايات باستخدام الميكروبات
هناك أساليب تكنولوجية حيوية وكيميائية جديدة لإنتاج المواد الكيميائية والمواد المختلفة والوقود من المصادر الطبيعية المتجددة بصورة أسهل وأكثر فاعلية.
يركز مركز الامتياز الخاص بأبحاث التكنولوجيا الحيوية البيضاء (وهي تكنولوجيا خاصة بالخلايا الحية للنباتات والخمائر .. إلخ) والكيمياء الخضراء (فرع من الكيمياء يختص بتقليل الانبعاثات الناتجة عن عمليات التصنيع الكيميائي بغرض الحفاظ على البيئة) بأكاديمية فنلندا على أبحاث الخلايا الميكروبية وتطويرها، وأيضًا معامل الخلايا لإنتاج مركبات جديدة ومفيدة من السكريات في الكتلة الحيوية في النبات. ويمكن استخدام هذه المركبات في صناعة اللدائن البلاستيكية الحيوية، على سبيل المثال، أو في التطبيقات الطبية.
وأوضح ميرجا بينتيلا أستاذ البحوث ومدير مركز الامتياز من VTT مركز الأبحاث التقنية في فنلندا أنه "باستخدام التكنولوجيا الوراثية/ الجينية، يمكن تعديل الأيض المكروبي وإنتاج أحماض عضوية لاستخدامها في كثير من التطبيقات الصناعية. وأيضًا استخدامها مع أشياء أخرى لصناعة لدائن بلاستيكية جديدة أو منسوجات أو في تكنولوجيات التغليف والتعبئة."
وتلعب هذه الأساليب الجديدة دورًا مهمًا عند تطوير عمليات انتاج صديقة للبيئة وذات كفاءة أعلى في الطاقة لصناعات متعددة.
استخدام مصادر طبيعية متجددة مثل النفايات الزراعية والصناعية بدلًا من المواد الخام النفطية ستجعل الصناعات أقل اعتمادا على المواد الخام الحفرية وبالتالي الحد من انبعاثات غاز ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي.
يطور مركز الامتياز بأكاديمية فنلندا أساليب قياس شديدة الحساسية وتدرس وظائف الخلية الميكروبية على المستوى الجزيئي.
"نحتاج هذه المعلومات لنكون قادرين على تطوير عمليات حيوية فعالة للمستقبل. على سبيل المثال، نحن نطور أدوات دقيقة وبمقياس النانو للقياس والتحكم في إنتاجية الميكروبات في المفاعلات الحيوية خلال الإنتاج"
بديل النفط
تغيير أيض الميكروبات بحيث يمكننا تحويل سكريات الكتلة الإحيائية النباتية لأحماض سكرية ومشتقاتها. ويمكن لهذه المركبات العمل كمواد خام لأنواع جديدة من البوليستر الذي لديه القدرة على الذوبان في الماء والتحلل السريع لمواد طبيعية يمكن استخدامها، على سبيل المثال، في الطب.
من خلال تعديل خصائص الأحماض السكرية، يمكن انتاج مركبات بديلة للأحماض العطرية الزيتية في صناعة البلاستيك والمنسوجات الحرارية.
وفقًا للأستاذ الدكتور علي هارلن، رئيس فريق الكيمياء الخضراء بمركز الامتياز في أكاديمية فنلندا فإنه: "يمكن استخدام الأحماض السكرية لإنتاج بلاستيك قابل للتحلل الحيوي بما في ذلك البولي ميد أو المكونات التي تزيد من قدرة السلولوز على امتصاص المياه.
يمكن استبدال مواد جديدة بالمكونات الماصة الحالية غير القابلة للتحلل الحيوي في منتجات العناية بالنظافة. وتعتبر الأحماض السكرية أيضًا مصدر لحمض الهيدروكسي مثل: حمض الغلايكوليك الذي يحتوي على خواص تعمل كحاجز للأكسجين مما يجعله صالح لتغليف الطعام"
من أجل أن نكون قادرين في المستقبل على استبدال عمليات إنتاجية جديدة قائمة على نفايات الكتلة الحيوية بالإنتاج الصناعي القائم على البتروكيماويات، يجب أن تكون هذه العمليات فعالة للغاية.
"إنه لتحدي كبير أن نعرف كيف نستخدم الكائنات المنتجة، وهي الميكروبات، في العمليات الحيوية، لاستخدام سكريات الكتلة الحيوية وتحويلها إلى مركبات مطلوبة وبأعلى فعالية. يتطلب هذا العمل المتطور إلى كفاءة متعددة التخصصات من العلوم الحيوية إلى الهندسة."
يركز مركز الامتياز الخاص بأبحاث التكنولوجيا الحيوية البيضاء (وهي تكنولوجيا خاصة بالخلايا الحية للنباتات والخمائر .. إلخ) والكيمياء الخضراء (فرع من الكيمياء يختص بتقليل الانبعاثات الناتجة عن عمليات التصنيع الكيميائي بغرض الحفاظ على البيئة) بأكاديمية فنلندا على أبحاث الخلايا الميكروبية وتطويرها، وأيضًا معامل الخلايا لإنتاج مركبات جديدة ومفيدة من السكريات في الكتلة الحيوية في النبات. ويمكن استخدام هذه المركبات في صناعة اللدائن البلاستيكية الحيوية، على سبيل المثال، أو في التطبيقات الطبية.
وأوضح ميرجا بينتيلا أستاذ البحوث ومدير مركز الامتياز من VTT مركز الأبحاث التقنية في فنلندا أنه "باستخدام التكنولوجيا الوراثية/ الجينية، يمكن تعديل الأيض المكروبي وإنتاج أحماض عضوية لاستخدامها في كثير من التطبيقات الصناعية. وأيضًا استخدامها مع أشياء أخرى لصناعة لدائن بلاستيكية جديدة أو منسوجات أو في تكنولوجيات التغليف والتعبئة."
وتلعب هذه الأساليب الجديدة دورًا مهمًا عند تطوير عمليات انتاج صديقة للبيئة وذات كفاءة أعلى في الطاقة لصناعات متعددة.
استخدام مصادر طبيعية متجددة مثل النفايات الزراعية والصناعية بدلًا من المواد الخام النفطية ستجعل الصناعات أقل اعتمادا على المواد الخام الحفرية وبالتالي الحد من انبعاثات غاز ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي.
يطور مركز الامتياز بأكاديمية فنلندا أساليب قياس شديدة الحساسية وتدرس وظائف الخلية الميكروبية على المستوى الجزيئي.
"نحتاج هذه المعلومات لنكون قادرين على تطوير عمليات حيوية فعالة للمستقبل. على سبيل المثال، نحن نطور أدوات دقيقة وبمقياس النانو للقياس والتحكم في إنتاجية الميكروبات في المفاعلات الحيوية خلال الإنتاج"
بديل النفط
تغيير أيض الميكروبات بحيث يمكننا تحويل سكريات الكتلة الإحيائية النباتية لأحماض سكرية ومشتقاتها. ويمكن لهذه المركبات العمل كمواد خام لأنواع جديدة من البوليستر الذي لديه القدرة على الذوبان في الماء والتحلل السريع لمواد طبيعية يمكن استخدامها، على سبيل المثال، في الطب.
من خلال تعديل خصائص الأحماض السكرية، يمكن انتاج مركبات بديلة للأحماض العطرية الزيتية في صناعة البلاستيك والمنسوجات الحرارية.
وفقًا للأستاذ الدكتور علي هارلن، رئيس فريق الكيمياء الخضراء بمركز الامتياز في أكاديمية فنلندا فإنه: "يمكن استخدام الأحماض السكرية لإنتاج بلاستيك قابل للتحلل الحيوي بما في ذلك البولي ميد أو المكونات التي تزيد من قدرة السلولوز على امتصاص المياه.
يمكن استبدال مواد جديدة بالمكونات الماصة الحالية غير القابلة للتحلل الحيوي في منتجات العناية بالنظافة. وتعتبر الأحماض السكرية أيضًا مصدر لحمض الهيدروكسي مثل: حمض الغلايكوليك الذي يحتوي على خواص تعمل كحاجز للأكسجين مما يجعله صالح لتغليف الطعام"
من أجل أن نكون قادرين في المستقبل على استبدال عمليات إنتاجية جديدة قائمة على نفايات الكتلة الحيوية بالإنتاج الصناعي القائم على البتروكيماويات، يجب أن تكون هذه العمليات فعالة للغاية.
"إنه لتحدي كبير أن نعرف كيف نستخدم الكائنات المنتجة، وهي الميكروبات، في العمليات الحيوية، لاستخدام سكريات الكتلة الحيوية وتحويلها إلى مركبات مطلوبة وبأعلى فعالية. يتطلب هذا العمل المتطور إلى كفاءة متعددة التخصصات من العلوم الحيوية إلى الهندسة."
الرابط مصدر المقال
