تحويل نفايات السكر إلى فرص عمل

الباحثون الهنود الرواد في استخدام بديل لنفايات قصب السكر:



من بريطانيا إلى المكسيك، تفكر البلدان في فرض ضرائب على السكر للحد من الاستهلاك والحد من وباء السمنة العالمي. في عام 2014، كان حوالي 600 مليون شخص، أي ما يقرب من ضعف عدد سكان الولايات المتحدة، يعانون من السمنة. وفي معرض معالجة المشكلة في وقت سابق من هذا العام، أشارت منظمة الصحة العالمية إلي ارتفاع مؤشر استهلاك السكر، لا سيما من خلال المشروبات المحلاة بالسكر. وفي الوقت نفسه، تحذر رابطات صناعة السكر ومزارعي قصب السكر من حدوث خسائر كبيرة في الوظائف إذا لم تشجع البلدان مواطنيها على استهلاك السكر. في جنوب إفريقيا، على سبيل المثال، تحذر الصناعة من أنّ ضريبة السكر المنهوبة ستخفض 60 ألف وظيفة على الأقل.



ولكن الآن، وجد الباحثون الهنود استخدامًا جديدًا لتفل (بقايا) قصب السكر، كمصدر لنقاط الكم الكربونية الفلورية العالية، في دراسة نُشرت في العلوم السطحية التطبيقية. هذا الاستخدام البديل لمخلفات قصب السكر، أو  قصب السكر، لا يمكن أن يقلل من كمية النفايات الزراعية التي تلوث البيئة فحسب، بل إنه يوفر أيضًا إيرادات جديدة للمزارعين. يقول Dr. Ravi Shankaran Dhesingh، مؤلف مشارك في المقالة والأستاذ المساعد في المركز الوطني علم النانو وتكنولوجيا النانو في جامعة مدراس، تشيناي، الهند: "في دراستنا، قمنا بتطوير طريقة بسيطة منخفضة التكلفة وفعالة للتخليق الأخضر لنقاط الكم الفلورية الكربونية من قصب السكر".




هذه النقاط عبارة عن جزيئات نانوية صغيرة من الكربون، يبلغ قطرها أربعة نانومترات تقريبًا. للحصول على فكرة الحجم، فإن 110 مليارات من هذه النقاط، أكثر من عدد النجوم في مجرة درب التبانة، يمكن وضعها على رأس دبوس. ولأنها تبعث الضوء وهي غير سامة، فإن النقاط الكمومية الكربونية يمكن أن تكون بمثابة أجهزة استشعار حيوية، في الصمامات الثنائية الباعثة للضوء وحتى لتوصيل الأدوية حول الجسم البشري. على سبيل المثال، قام الباحثون بحقن السوائل المحتوية على نقاط كمية كربونية في جسم حي لصوره من الداخل.




يوضح هذا البحث طريقة جديدة لإنتاج هذه الجسيمات النانوية متعددة الاستخدامات. قام الفريق الهندي في المقام الأول بتقطيع قصب السكر إلى قطع صغيرة وتجفيفه بالشمس لمدة ستة أيام. بعد حرق تفل القصب الجاف، فإنها مؤكسدة كيميائياً وقشرتها. في حين أن هذا النهج ينتج مادة مفيدة، فإنه يزيل أيضًا النفايات الزراعية من البيئة. أكثر من 90 دولة تنتج قصب السكر، وبالتالي، نفايات قصب السكر. وقال الدكتور Shankaran: "يتم إنتاج كميات هائلة من المخلفات الزراعية - قش الأرز، تفل قصب السكر وقشور جوز الهند - سنويًا في جميع أنحاء العالم، وهي غير مستغلة إلى حد كبير".





لصنع السكر، تقوم الآلات بسحق قصب السكر لتحرير عصير السكرية بداخله. هذا العصير، عندما يجفف ويبلور، سوف يصبح السكر الذي تضعه في قهوتك. ولكن كل ثلاثة أطنان من قصب السكر المسحوق لإنتاج السكر في مصنع ستنتج حوالي طن واحد من تفل قصب السكر. كانت هناك محاولات عديدة لاستخدام تفل قصب السكر، ولكن من الصعب العمل معه. فإنه غير مناسب لإنتاج الورق لأنه مفتت للغاية. وغالبًا ما يستخدم كوقود حيوي، ولكن حوالي نصف مصاصة القصبات غير قابلة للاستخدام بسبب كونها رطبة جدًا. وشرح الدكتور Shankaran أن "تحويل النفايات الصلبة - سواء كانت زراعية أو غذائية أو محلية أو صناعية - يعد مجالًا مهمًا للبحث". "تعد تقنية النانو أحدث مجال لتوفير الفرصة لإنشاء مواد جديدة للتطبيقات عالية الأداء من هذه النفايات".



وبالنظر إلى تضاؤل هامش إنتاج منتجي قصب السكر، يمكن للمواد النانوية أن تقدم إجابة لكل من البيئة والصناعة. وأضاف الدكتور Shankaran: "إن تحويل النفايات الصلبة إلى المواد النانوية الوظيفية يوفر سبيلاً جديدًا لإدارة النفايات الصلبة، وكذلك في إنتاج مواد جديدة". الأهم من ذلك، هذه النقاط الكمومية الكربونية في قصب السكر تكون بنفس جودة تلك المصنوعة باستخدام طرق أخرى. وتبين الدراسة أنها تتوافق فقط مع الفلورسنت والحيوية مثل النقاط الكمومية الكربونية الأخرى. في حين أن السكر يتراجع في جميع أنحاء العالم، أصبحت مخلفات قصب السكر سلعة مفيدة. فإنّ هذه النفايات الزراعية هي مورد متجدد ومستدام، مما يجعل العمل مثالا واعدا لمفهوم الهدر للثروة.