دنیا با مشکل بزرگی به نام پلاستیک روبه‌رو است، این مسئله آشکار است. هر ساله، میلیون‌ها تن زباله پلاستیکی اقیانوس‌ها و مناظر ما را آلوده می‌کنند و تهدیدات جدی برای حیات وحش و اکوسیستم‌ها ایجاد می‌کنند. حال اگر می‌توانستیم این تهدید زیست‌محیطی یعنی میکروپلاستیک‌ها را به چیزی واقعاً ارزشمند مانند گرافن تبدیل کنیم، چه می‌شد؟
به طرز عجیب و غریبی، این همان موضوعی است که می‌خواهیم درباره‌اش صحبت کنیم. برخی از دانشمندان خلاق و آینده‌نگر در دانشگاه جیمز کوک راهی پیدا کرده‌اند که میکروپلاستیک‌ها را به گرافن تبدیل کنند.
گرافن ماده‌ای شگفت‌انگیز است که به دلیل استحکام استثنایی، رسانایی و چندکارگی آن شناخته شده است. این ماده انقلابی در صنایع مختلف، از الکترونیک تا ذخیره انرژی، تأثیرگذار بوده و راه را برای پیشرفت‌های تکنولوژیکی جدید هموار کرده است.
پشت این مطالعه مهم، استاد محان جیکوب، یک کارشناس برجسته در تخریب پلاستیک، و دکتر عدیل ظفر، یک محقق با دانش دقیق درباره رفتار میکروپلاستیک‌ها، قرار دارند.
آن‌ها با هم یکی از بزرگترین دغدغه‌های زیست‌محیطی زمان ما یعنی میکروپلاستیک‌ها را هدف گرفته‌اند.
تبدیل میکروپلاستیک‌ها به گرافن
میکروپلاستیک‌ها که بزرگتر از یک دانه کنجد نیستند، به طور قابل توجهی به حیات دریایی، حیات وحش و به طور غیرمستقیم به انسان‌ها آسیب می‌رسانند.
استاد جیکوب گفت: “این میکروپلاستیک‌ها به دلیل غیرقابل تجزیه بودن و عدم حل شدن در آب معروف هستند و تهدیدی در حال گسترش برای ماهی‌ها، حیوانات و انسان‌ها به شمار می‌روند.”
آن‌ها به قطعات کوچکتری شکسته و به زنجیره‌های غذایی نفوذ می‌کنند و ممکن است در نهایت بر روی میز شام ما قرار گیرند. بدتر از همه، آن‌ها قابلیت جذب آلاینده‌های آلی مضر را دارند.
دکتر ظفر توضیح می‌دهد که پس از ورود به آب، میکروپلاستیک‌ها توسط حیات دریایی جذب می‌شوند و با گذشت زمان نیز وارد زنجیره غذایی ما می‌شوند.
دکتر ظفر گفت: “وقتی آن‌ها وارد آب می‌شوند، در نهایت به زنجیره‌های غذایی دریایی و انسانی یکپارچه می‌شوند. به طور نگران‌کننده‌ای، میکروپلاستیک‌ها زندگی دریایی و تولید مثل مرجان‌ها را مختل می‌کنند.”
فرآیند بازیافت میکروپلاستیک‌ها همواره کاری طاقت‌فرسا به دلیل نیاز به نیروی کار و منابع عظیم برای جدا کردن این ذرات کوچک از سایر مواد بوده است.
دکتر ظفر گفت: “بازیافت که شامل تبدیل زباله‌های پلاستیکی به مواد با ارزش‌تر به جای تجزیه ساده آن‌هاست، تقاضای بالایی دارد.”
گرافن: فرزند انقلابی میکروپلاستیک‌ها
از طریق یک تکنولوژی پیشرفته به نام سنتز پلاسمای میکروویو در فشار جوی، تیم دانشگاه جیمز کوک روشی کشف کرده‌اند که میکروپلاستیک‌ها را از بطری‌های پلاستیکی به گرافن تبدیل می‌کند.
این ماده کربنی بی‌نظیر با ضخامت یک اتم، قوی‌تر از فولاد، سخت‌تر از الماس و سبک‌تر از آلومینیوم است.
دکتر ظفر گفت: “تقریباً 30 میلی‌گرم از میکروپلاستیک‌ها نزدیک به 5 میلی‌گرم گرافن در 1 دقیقه تولید کردند. این نرخ تولید به طرز قابل توجهی بالاتر از نرخ‌های قبلی بوده و یک جایگزین ساده‌تر و محیط زیستی‌تر نسبت به تکنیک‌های موجود ارائه می‌دهد.”
این تکنیک نه تنها میکروپلاستیک‌ها را به طور مؤثری به گرافن تبدیل می‌کند، بلکه جایگزینی ساده‌تر و سازگارتر با محیط زیست نسبت به روش‌های بازیافت فعلی ارائه می‌دهد.
گرافن، که اغلب به عنوان “ماده معجزه‌گر” شناخته می‌شود، به دلیل ویژگی‌های فوق‌العاده‌اش تمایز دارد. همانطور که ذکر شد، این ماده از استحکام فوق‌العاده‌ای برخوردار است در حالی که به طرز شگفت‌آوری سبک باقی می‌ماند. همچنین، گرافن برق را به طور کارآمدتری نسبت به مس هدایت می‌کند.
با ساختار منحصر به فرد خود، تنها با ضخامت یک اتم، گرافن انعطاف‌پذیری و تقریباً شفافیت بی‌نظیری را به نمایش می‌گذارد.
این ویژگی‌های استثنایی راه را برای امکانات بی‌شماری هموار می‌کنند، از تغییر در الکترونیک تا بهبود فرآیندهای تصفیه آب.
گام بزرگی برای محیط زیست
پیامدهای این تحقیق گسترده است. همانطور که استاد جیکوب اشاره می‌کند، این یک دستاورد مهم برای علم محیط زیست است.
استاد جیکوب نتیجه‌گیری کرد: “این تحقیق نه تنها رویکردی نوآورانه برای سنتز گرافن را پیشگام کرده، بلکه به هدف کلی‌تر کاهش اثرات منفی آلودگی میکروپلاستیک بر روی اکوسیستم‌های ما نیز کمک می‌کند.”
در حالی که این یافته‌ها موجی از خوش‌بینی را به همراه دارد، باید به یاد داشت که مبارزه ما با آلودگی پلاستیکی هنوز به پایان نرسیده است. روش‌های توسعه‌یافته توسط استاد جیکوب و دکتر ظفر مهم هستند، اما مسیر طولانی در پیش داریم.
کاری که در دانشگاه جیمز کوک انجام شده است، نوری از امید را نشان می‌دهد. با ادامه تحقیق و توسعه، تبدیل زباله به منابع ارزشمند ممکن است به زودی به یک واقعیت معمول تبدیل شود و ما را به سمت سیاره‌ای سبزتر هدایت کند.
تصور کنید دنیایی که در آن زباله مشکلی نیست، بلکه یک منبع است – آیا چشم‌اندازی هیجان‌انگیز نیست؟ خوب، شاید این خیلی دور از واقعیت نباشد. زمان همه چیز را روشن خواهد کرد. اما برای اکنون، بیایید این گام بزرگ به سمت آینده‌ای پاک‌تر و سبزتر را جشن بگیریم.
مطالعه کامل در مجله Small Science منتشر شده است.
