وترتكز المادة المبتكرة على رغاوي البولي يوريثان المصنوعة من زيت الطحالب وتلبي المواصفات التجارية للنعال والأحذية الأخرى، التي يتم صناعتها عادةً من البلاستيك المرن.
يتم في الغالب استخدام نعال وأحذية رخيصة الثمن أو بأسعار معقولة، لفترات قصيرة نسبيًا، ثم يتم التخلص منها. وتستغرق عملية تحلل المواد المصنوع منها هذه المنتجات مئات السنين، ويمكن أن ينتهي بها الحال إلى قاع البحار والمحيطات، مما يؤدي إلى تدمير الحياة البحرية وتلويث مصادر المياه العذبة.
مليارات الأطنان من النفايات
ويقول ستيفن مايفيلد، في جامعة كاليفورنيا سان دييغو، تم إنتاج أكثر من 6 مليارات طن متري من النفايات البلاستيكية على مدى السنوات الخمسين الماضية، مشيرًا إلى أن المادة الجديدة التي تم ابتكارها تتحلل وتصبح سمادا في التربة بعد 16 أسبوعًا فقط، بما يعني أنها تتحلل بيولوجيًا في البيئة الطبيعية.
ويوضح البروفيسور مايفيلد: "يجب أن يكون عمر المادة متناسبًا مع عمر المنتج، أي أنه لا يوجد حاجة لاستخدام مواد تستمر لمدة 500 عام في تصنيع منتج لن يتم استخدامه إلا لمدة عام أو عامين".
ويؤكد مايفيلد على أهمية مادة بولي يوريثان الجديدة لأنه تم إعادة تدوير حوالي 9% فقط من نفايات البلاستيك في العالم، وتم حرق 12%، فيما يتراكم 79% في مدافن القمامة أو البيئة الطبيعية.
وتشير التقديرات إلى أن النعال والأحذية البلاستيكية الخفيفة تشكل حوالي 25% من النفايات البلاستيكية التي تدمر البيئة المحيطة حول بعض الجزر في المحيط الهندي على سبيل المثال.
منتجات من مكونات حيوية
قام الباحثون بإعداد صيغة مبتكرة من رغوة البولي يوريثان المصنوعة من زيت الطحالب لتلبية المواصفات التجارية لأجزاء الأحذية والنعال. واعتمد الباحثون في صنع الرغوة على الزيوت المستخرجة من الطحالب، التي تتمتع بمعدلات نمو سريعة في ظل ظروف التمثيل الضوئي، وتتميز بـ"مسارات استقلابية فريدة" لإنتاج الهيدروكربونات التي يمكن تحويلها إلى مواد كيميائية لصنع مادة مماثلة للبلاستيك.
وأوضح مايفيلد قائلًا: إن صيغة رغوة بولي يوريثان "تحتوي حاليًا على 52% من المكونات الحيوية، ومن المستهدف أن يتم تطوير الصيغة لتصل إلى 100%".
استخدم الباحثون مادة بولي يوريثان في صنع وسادة القدم، وهي الجزء اللين أسفل القدم، وكذلك النعل الخارجي، وهو الجزء الصلب الذي يحتك بالأرض، كما تم صنع حزام النعل من مادة قابلة للتحلل أيضا، ولكن لم يبدأ الفريق البحثي بعد في التجارب التي تهدف إلى صنعه من رغوة البولي يوريثان.
نعال تتحول لغذاء للأسماك
ويوضح الفريق البحثي أن مادة بولي يوريثان غير ضارة للكائنات البحرية، والتي غالبًا ما تبتلع مخلفات البلاستيك بالخطأ مما يؤثر على الحياة البحرية والتوازن البيئي بشكل عام.
وشرح مايفيلد قائلًا: "يمكن لبعض الكائنات الحية أن تعيش على رغوة بولي يوريثان وبعض الأملاح فقط، لذا فإن المادة الجديدة يمكن أن تتحول إلى غذاء للكائنات الحية الدقيقة بعد التخلص منها".
البديل بسعر مناسب
ووفقًا لدراسة سابقة، من المتوقع أن يتراكم أكثر من 96 مليار طن من النفايات البلاستيكية في مدافن القمامة أو في البيئة الطبيعية بحلول عام 2050.
ومن المعروف أن هذه الممارسة غير الصديقة للبيئة بدأت منذ حوالي 60 عامًا مع تطوير البلاستيك، ولكن يعمل الفريق البحثي حاليًا لإنتاج رغوة بولي يوريثان بأساليب تجارية بتكلفة اقتصادية مناسبة لكي تحل محل المواد البلاستيكية الضارة وحماية البيئة.
