نظراً لأن "الشبشب" أو ما يسمى بالـ flip-flops من أكثر الأحذية شعبية في العالم، فإنه يتسبب في نسب مقلقة من النفايات البلاستيكية التي ينتهى بها المطاف في مكبات النفايات وعلى شواطئ البحار وفي المحيطات. لسنوات حاول علماء من جامعة كاليفورنياسان دييغو حل هذه المشكلة، حتى تمكنوا من تحقيق المطلوب.
استخدم الفريق الذي يعمل في "مركز كاليفورنيا للتكنولوجيا الحيوية للطحالب"، الكيمياء والبيولوجيا لتحويل الطحالب إلى بوليمرات متجددة يمكن استخدامها لإنشاء مجموعة واسعة من المنتجات القابلة للتحلل. وقاموا بتطوير رغوة بولي يوريثان القائمة على زيت الطحالب، لتلبية المواصفات التجارية لصناعة هذا النوع من الأحذية.
شارك في قيادة المشروع ناتاشا جوناوان، وستيفن مايفيلد، وماريسا تيسمان. وقال مايفيلد: " تظهر نتائجنا أن لدينا رغوة ذات جودة تجارية عالية وتتحلل بيولوجياً في البيئة الطبيعية".
وبعد مئات المحاولات، نجح الباحثون في صنع رغوة البولي يوريثان التي تحتوي على 52٪ من المكونات الحيوية و 48٪ من البترول. في غضون خمس سنوات ، يأمل الباحثون في صنع منتج يستخدم مواد متجددة بنسبة 100٪.
وقال مايفيلد: "بعد العديد من التجارب ومئات الصيغ، توصلنا أخيراً إلى واحدة تنطبق عليها المواصفات التجارية. هذه الرغوة مكوناتها حيوية، ويمكن أن نصل إلى صيغة قابلة للتحلل بنسبة 100% في المستقبل".
وتبدأ عملية صنع الشبشب بزراعة الطحالب في أحواض، ثم فصلها عن الماء لتكوين عجينة لزجة. بعد ذلك يستخرج الباحثون جميع الدهون من الطحالب ويمررونها عبر العديد من الخطوات الكيميائية لتقسيمها إلى قطع أصغر تستخدم في صنع البوليمرات. أخيرًا يتم سكب البوليمرات في قالب حذاء وضغطه.
اظهار أخبار متعلقة
وأوضح مايفيلد: "لقد أعدنا تطوير البولي يوريثان باستخدام المونومرات الحيوية من الصفر لتلبية المواصفات المادية العالية للأحذية، مع الحفاظ على الصيغ الكيميائية المناسبة حتى تتمكن الأحذية من التحلل بيولوجياً".
بعدها قام فريق الباحثين باختبار الرغوة المصنعة عن طريق غمرها في السماد التقليدي والتربة، واكتشف الفريق أن المادة تحللت بعد 18 أسبوع فقط.
خلال فترة التحلل قام فريق من العلماء بقيادة Skip Pomeroy من جامعة كاليفورنيا في سان دييغو بقياس كل جزيء يسقط من المواد المتحللة لحساب سميتها، كما قاموا بتحديد الكائنات الحية التي أفسدت تحلل الرغوة.
وقال مايفيلد" "أخذنا الإنزيمات التي تفسد الرغوة من الكائنات الحية وتمكنا من استخدامها لإزالة بلمرة منتجات البولي يوريثيان" "بعدها تمكنا من عزل المنتجات التي تمت إزالتها من البلمرة واستخدامها في تصنيع مونومرات البولي يوريثان الجديدة وإكمال "الحلقة البيولوجية".
إعادة التدوير الكاملة للمنتجات التجارية هي الخطوة التالية في مهمة العلماء المستمرة لإيجاد حل لمعالجة مشاكل إنتاج وإدارة النفايات الحالية التي نواجهها مع البلاستيك. والتي إذا لم يتم معالجتها فستؤدي إلى 13 مليار طن متري من البلاستيك في مكبات النفايات أو البيئة الطبيعية بحلول عام 2050.
اظهار أخبار متعلقة
وقال بوركارت ، أستاذ الكيمياء الحيوية بالجامعة الذي ساعد في تطوير الشبشب "لقد أصبح الأمر جلياً أن العالم يعاني من مشكلة بلاستيكية كبيرة تلوث كوكب الأرض بأكمله، أكثر من أي وقت مضى".
وأضاف "نحن بحاجة إلى تغيير عاداتنا وتحمل المسؤولية الشخصية لاستخدام كميات أقل من البلاستيك في حياتنا". "ومع أن للبلاستيك استخدامات مفيدة جدًا في كل مكان حولنا إلا أننا نحتاج للوصول إلى النقطة التي عندما يشتري شخص ما منتجًا يصر على أن يكون قابلاً للتحلل".
لتوفير الشبشب تجارياً أطلق الباحثون شركة تكنولوجيا حيوية تدعى Algenesis Materials والتي ستتعاون مع مصنعي الأحذية، لبيع الأحذية وغيرها من المنتجات القابلة للتحلل الحيوي والمصنوعة من الطحالب وستكون متوفرة بألوان وتصميمات عصرية.