زیست تخریب پذير

زیست تخریب پذير

یعنی چهواژه زیست تخریب پذیر به معنی موادی است که به سادگی توسط فعالیت موجودات زنده به زیر واحد های سازنده خود تجزیه شده و بنابراین در محیط باقي نمي مانند.استانداردهاي متعددی برای تعیین زیست تخریب پذیری یک محصول وجود دارد که عمدتا به تجزیه 60 تا 90 درصداز محصول در مدت دو تا شش ماه محدود می گردد.این استاندارد در کشورهای مختلف متفاوت است.دلایل زیست تخریب پذیرنبودن پلاستیکهای معمولیدلیل اصلی زیست تخریب پذیر نبودن پلاستیک های معمول ، طویل بودن طول مولکول پلیمر و پیوند قوی بين مونومرهای آن بوده که تجزیه آن را توسط موجودات تجزیه کننده با مشکل مواجه می کند.سرعت های تجزیه مواد مختلف درطبیعت :کاغذ--------------2-4 هفتهبرگ درخت..............................................۳-۱ ماهپوست پرتقال --------------------6 ماهپاكت شير -----------------------5 سالكيسه پلاستيكي-------------------10 تا 20 سالظروف پلاستیکی...................................۵۰ تا۸۰ سالقوطی آلومینیومی.................................۸۰ سالقوطی حلبی....................................... ۱۰۰ سالبطری پلاستیکی نوشابه....................... ۴۵۰ سال
بطری شیشه ای................................. ۵۰۰ سال
یونولیت................................................هرگزپلاستيكهاي زيست تخريب پذيربرخی از پلاستیک های مصنوعی مانند پلی استر پلی یورتان، پلی اتیلن با آمیزه ی نشاسته زیست تخریب پذیر می باشند. این قضیه موجب افزایش توجه به بسپارهای تخریب پذیر گردیده و سبب گسترش تحقیقات جهانی برای بهبود تخریب پذیری این محصولات و یا تولید محصولات جایگزین جدید شده است. این جایگزین ها باید قابلیت تخریب در حداقل یکی از سامانه های زیر را داشته باشند:تخریب زیستی ، تخریب نوری ، فرسایش محیطی ، تخریب گرمای.در دهه ی هشتاد میلادی دانشمندان شروع به تحقیق برروی طراحی پلاستیک هایی نمودند که در مقابل حمله های میکروبی آسیب پذیر باشند و در محیط های فعال میکروبی تجزیه گردند. این مواد به گونه ای طراحی شدند که تحت شرایط محیطی یا شهری و صنعتی تخریب پذیر باشند. به دلیل تشابه ویژگی های این پلاستیک ها با پلاستیک های متداول، مصرف پلاستیک های زیست تخریب پذیر (پلی استرها) به نام های پلی هیدروکسی آلکانوآت ، پلی لاکتید، پلی کاپرولاکتون، پلی استرهای آلیفاتیک، پلی ساکاریدها و هم بسپار یا آمیزه ی آن ها به طور موفقیت آمیزی در سال های اخیر رواج یافته است.زيست پلاستيك ها (زيست بسپارها) كه از رشد دادن ریزجاندار ها و يا گياهاني كه از نظر ‍ژنتيكي مهندسي شده اند، به دست مي آيند احتمالا حداقل در برخي از زمينه ها مي توانند جايگزين پلاستيك هاي مصرفي كنوني شوند. از قابليت هاي كليدي پلي هيدروكسي آلكانوآت خاصيت زيست تخريب پذيري، زيست سازگاري قابل توجه و قابل توليد بودن از منابع تجديدپذير است. علاقه ي جهاني نسبت به پلي هيدروكسي آلكانوآت ها زياد است چراكه آن ها به عنوان جايگزين بسپارهاي مصنوعی مانند پلي پروپيلن، پلي اتيلن به كار مي روند و در موارد گوناگون براي بسته بندي، ابزار پزشكي، وسايل بهداشتي شخصي يك بار مصرف و كاربردهاي مربوط به كشاورزي از آن ها استفاده مي شود.موارد استفاده ي پلاستيك هاي زيست تخريب پذير‌:پلي گليكوليك اسيد : رهايش كنترل شده دارو، چندسازه هاي كاشتنی در بدن.پلي لاكتيك اسيد : بسته بندي و پوشش دهي كاغذ، فيلم هاي كود گياهي .پلي كاپرو لاكتون : موارد مصرف طولاني مدت مانند سامانه هاي رهايش آهسته ي دارو .پلي هيدروكسي بوتيرات : بطري، كيسه و نيز به عنوان داربست در مهندسي بافتپلي هيدروكسي والرات : كاربردهاي زيست پزشكي، پوشش فيلم و كاغذ.پلي وينيل الكل : بسته بندي و كيسه هاي محلول در آب در كاربردهايي مانند ماده شوینده ی لباس شويي .پلي وينيل استات : چسب ها، كيسه هاي پلاستيكي .با این حال تولید پلاستیک ها با استفاده از منابع طبیعی مختلف، باعث سهولت تجزیه آنها توسط تجزیه کنندگان طبیعی می گردد. برای این منظور و با هدف داشتن صنعتی در خدمت توسعه پایدار و حفظ زیست بوم های طبیعی، تولید نسل جدیدی از مواد اولیه مورد نیاز صنعت بر اساس فرآیندهای طبیعی در دستور کار بسیاری از کشورهای پیشرفته قرار گرفته است.به طور مثال دولت امریکا طی برنامه ای بنا دارد تا سال 2010، تولید مواد زیستی را با استفاده از کشاورزی و با بهره برداری از انرژی خورشید با درآمد تقریبی 15 تا 20 میلیارد دلار انجام دهد.در این بین تولید پلیمرهای زیستی جایگاه خاصی دارند. تولید اینگونه پلیمرها توسط طیف وسیعی از موجودات زنده مثل گیاهان، جانوران و باکتری ها صورت می گیرد. چون این مواد اساس طبیعی دارند، بنابراین توسط سایر موجودات نیز مورد مصرف قرار می گیرند .برای بهره برداری از این پلیمرها در صنعت دو موضوع باید مورد توجه قرار گیرد:الف) دید محیط زیستی: این مواد باید سریعاً در محیط مورد تجزیه قرار گیرند، بافت خاک را بر هم نزنند و به راحتی با برنامه های مدیریت زباله و بازیافت مواد از محیط خارج شوند.ب) دید صنعتی: این مواد باید خصوصیات مورد انتظار صنعت را از جمله دوام و کارایی را داشته باشند و از همه مهم تر، پس از برابری یا بهبود کیفیت نسبت به مواد معمول، قیمت تمام شده مناسبی داشته باشند.در هر دو بخش، مخصوصاً بخش دوم، استفاده از مهندسی تولید مواد برای دستیابی به اهداف مورد انتظار ضروری است.تولید پلیمرهای تجدید شونده با بهره برداری از کشاورزیتولید پلیمرهای تجدید شونده با بهره برداری از کشاورزی ، یکی از روشهای تولید صنعتی پایدار می‌باشد. برای این منظور دو روش اصلی وجود دارد: نخست استخراج مستقیم پلیمرها از توده زیستی گیاه می‌باشد. پلیمرهایی که از این روش تولید می‌شوند عمدتا شامل سلولز ، نشاسته ، انواع پروتئینها ، فیبرها و چربیهای گیاهی می‌باشند که به عنوان شالوده مواد پلیمری و محصولات طبیعی کاربرد دارند.دسته دیگر موادی هستند که پس از انجام فرآیندهایی مانند تخمیر و هیدرولیز می‌توانند به عنوان مونومر پلیمرهای مورد نیاز صنعت استفاده شوند. مونومرهای زیستی همچنین می‌توانند توسط موجودات زنده نیز به پلیمر تبدیل شوند که مثال بارز آن پلی هیدروکسی آلکانوات‌ها می‌باشند. باکتریها از جمله موجوداتی هستند که این دسته از مواد را به صورت گرانولهایی در پیکره سلولی خود تولید می‌کنند. این باکتری به سهولت در محیط کشت رشد داده شده و محصول آن برداشت می‌شود.
رهیافت دیگر جداسازی ژنهای درگیر در این فرآیند و انتقال آن به گیاهان می‌باشد که پروژه‌هایی در این زمینه از جمله انتقال ژنهای باکتریایی تولید پلی هیدروکسی آلکانوآت به ذرت انجام شده است. نکته‌ای که نباید از نظر دور داشت این است که علی‌رغم قیمت بالاتر تولید پلاستیکهای زیست تخریب پذیر ، چه بسا قیمت واقعی آنها بسیار کمتر از پلاستیکهای سنتی باشد؛ چرا که بهای تخریب محیط زیست و هزینه بازیافت پس از تولید هیچ گاه مورد محاسبه قرار نمی‌گیردتولید پلاستیکهای زیست تخریب پذیر پلی هیدروکسی آلکانوآت[align=right]تقریبا تمامی پلاستیک‌های معمول در بازار از محصولات پتروشیمی که غیر قابل برگشت به محیط می‌باشند، بدست می‌آیند. راه‌حل جایگزین برای این منظور ، بهره‌برداری از باکتریهای خاکزی مانند Ralstonia eutrophus می‌باشد که تا ۸۰ درصد از توده زیستی خود قادر به انباشتن پلیمرهای غیر سمی و تجزیه‌پذیر پلی هیدروکسی آلکانوات هستند. پلی هیدروکسی آلکانوآت ها عموما از زیرواحد بتاهیدروکسی آلکانوات و به واسطه مسیری ساده با ۳ آنزیم از استیل-کوآنزیم A ساخته شده و معروف‌ترین آنها پلی هیدروکسی بوتیرات می‌باشد.