طور باحثون في جامعة روتجرز تقنية لإنتاج بلاستيك يتحلل في أيام أو أشهر أو سنوات، مستوحاة من البوليمرات الطبيعية مثل الحمض النووي. يهدف هذا النهج إلى تقليل التلوث البيئي الناتج عن البلاستيك المُتَرَوِك. يُقلد الطريقة الهياكل الكيميائية التي تمكن من التحلل السريع في الطبيعة.
في عام 2022، تم التخلص من أكثر من 250 مليون طن من البلاستيك حول العالم، مع إعادة تدوير 14% فقط، مما يترك معظمها للحرق أو الدفن. استمرت الجهود لإنتاج بلاستيك قابل للتحلل الحيوي لمدة 35 عامًا، باستخدام مواد مثل الخيزران والطحالب، على الرغم من أن العديد منها لا يتحلل بسهولة أو يفي بالادعاءات.
استكشف يووي غو وفريقه في جامعة روتجرز، الجامعة الولائية في نيوجيرسي، سبب تحلل البوليمرات الطبيعية مثل الحمض النووي والحمض النووي الريبوزي بسرعة بينما يدوم البلاستيك الاصطناعي لقرون. حددوا مجموعات مجاورة في البوليمرات الطبيعية تسهل الهجمات النووية، مقطعة سلاسل البوليمر بطاقة أقل.
قام الباحثون بتوليف هياكل اصطناعية تُقلد هذه المجموعات ودمجها في بلاستيك جديد. يسمح ذلك للمواد بالتفكك بسهولة، مع ضبط مدى الحياة بتعديل هيكل الإضافات. يحول التحلل السلاسل الطويلة إلى شظايا صغيرة، قابلة لإعادة الاستخدام في بلاستيك جديد أو ذوبان بيئي آمن.
«تعمل هذه الاستراتيجية بشكل أفضل للبلاستيك الذي يستفيد من التحلل المنضبط على مدى أيام إلى أشهر، لذا نرى إمكانية قوية لتطبيقات مثل تغليف الطعام ومواد استهلاكية أخرى قصيرة العمر»، قال غو. وأضاف: «في الوقت الحالي، إنها أقل ملاءمة للبلاستيك الذي يجب أن يظل مستقرًا لعقود قبل التحلل – مثل مواد البناء أو المكونات الهيكلية طويلة الأمد».
يبقى التحديات: تتطلب الشظايا السائلة الناتجة اختبارات السمية للإفراج الآمن. يحتاج التفكك حاليًا إلى ضوء فوق بنفسجي، على الرغم من أن ضوء الشمس المحيط كافٍ؛ سيستمر البلاستيك المدفون بدونها. يظهر العمل في Nature Chemistry (DOI: 10.1038/s41557-025-02007-3).