البلاستيك الحيوي

📅 آخر تحديث: ٢ أغسطس ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٢ أغسطس ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 13 صور
الموسوعة الحرة
أدوات مائدة بلاستيكية قابلة للتحلل الحيوي
غلاف زهور مصنوع من مزيج PLA الحيوي المرن

البلاستيك الحيوي ( أو البلاستيك المشتق من مصادر حيوية) هو مادة بلاستيكية تُنتج من مصادر الكتلة الحيوية المتجددة بدلاً من المصادر البتروكيماوية. هذا التعريف يميزه عن البلاستيك القابل للتحلل الحيوي ، وهو البلاستيك الذي يتحلل بفعل الكائنات الدقيقة مثل الطحالب أو البكتيريا. [ 1 ] وفي سياق الاقتصاد الحيوي والاقتصاد الدائري ، لا يزال البلاستيك الحيوي موضوعاً ذا أهمية.

يمكن وصف الفئات الأربع الرئيسية للبلاستيك الحيوي على النحو التالي [ 2 ] :

تُصنف الأنواع الثلاثة الأولى من البلاستيك إلى أنواع قابلة للتحلل الحيوي، بينما يُعد النوع الأخير غير قابل للتحلل (متين). وتعتمد قابلية أي نوع من البلاستيك للتحلل أو المتانة على تركيبه الجزيئي، وليس على ما إذا كانت الكتلة الحيوية المكونة للمادة الخام متحجرة أم لا. يوجد نوعان من البلاستيك الحيوي: البلاستيك المتين، مثل البولي إيثيلين تيريفثالات الحيوي ( Bio-PET) أو البولي إيثيلين الحيوي (وهما نظيران حيويان للبولي إيثيلين تيريفثالات والبولي إيثيلين المشتقين من الوقود الأحفوري )، والبلاستيك الحيوي القابل للتحلل، مثل حمض البوليلاكتيك ، وبولي بيوتيلين سكسينات ، وبولي هيدروكسي ألكانوات . [ 6 ] [ 7 ] [ 8 ]

إحدى مزايا البلاستيك الحيوي هي استقلاليته عن الوقود الأحفوري كمادة خام، وهو مورد محدود وغير متساوٍ في التوزيع العالمي، ويرتبط بسياسات النفط وتأثيراته البيئية . يمكن للبلاستيك الحيوي الاستفادة من مواد النفايات غير المستخدمة سابقًا (مثل القش ، ورقائق الخشب ، ونشارة الخشب ، وبقايا الطعام ). تُظهر دراسات تحليل دورة الحياة أن بعض أنواع البلاستيك الحيوي يمكن تصنيعها ببصمة كربونية أقل من نظيراتها الأحفورية، على سبيل المثال عند استخدام الكتلة الحيوية كمادة خام وأيضًا لإنتاج الطاقة. مع ذلك، فإن عمليات تصنيع أنواع أخرى من البلاستيك الحيوي أقل كفاءة وتؤدي إلى بصمة كربونية أعلى من البلاستيك الأحفوري. [ 9 ] [ 10 ] [ 11 ] [ 12 ]

تروج بعض المنتجات الاستهلاكية لاستخدام البلاستيك الحيوي كوسيلة للحصول على شهادات "صديقة للبيئة". ويعتقد العديد من المتشككين أن البلاستيك الحيوي لن يحل المشاكل كما يتوقع البعض. [ 13 ]

يجب إعادة تدوير البلاستيك الحيوي بنفس طريقة إعادة تدوير البلاستيك المشتق من الوقود الأحفوري لتجنب التلوث البلاستيكي ؛ إذ يتناسب البلاستيك الحيوي "الجاهز للاستخدام" (مثل البولي إيثيلين الحيوي) مع عمليات إعادة التدوير الحالية. من جهة أخرى، تُشكل إعادة تدوير البلاستيك الحيوي القابل للتحلل الحيوي في عمليات إعادة التدوير الحالية تحديات إضافية، حيث قد تزيد من تكلفة الفرز وتقلل من كمية وجودة المواد المعاد تدويرها. مع ذلك، لا يُعد التحلل الحيوي المسار الوحيد المقبول للتخلص من البلاستيك الحيوي القابل للتحلل الحيوي في نهاية عمره الافتراضي، وغالبًا ما تُفضل إعادة التدوير الميكانيكية والكيميائية من وجهة نظر بيئية. [ 14 ]

قد توفر قابلية التحلل الحيوي مسارًا للتخلص النهائي في بعض التطبيقات، مثل استخدام البلاستيك الحيوي كغطاء للتربة الزراعية، إلا أن مفهوم التحلل الحيوي ليس بالبساطة التي يعتقدها الكثيرون. فقابلية التحلل الحيوي تعتمد بشكل كبير على التركيب الكيميائي الأساسي للبوليمر، وتختلف أنواع البلاستيك الحيوي في تركيبها، لذا لا يمكن افتراض أن البلاستيك الحيوي سيتحلل بسهولة في البيئة. في المقابل، يمكن أيضًا تصنيع البلاستيك القابل للتحلل الحيوي من الوقود الأحفوري. [ 9 ] [ 15 ]

في عام 2018، مثّلت المواد البلاستيكية الحيوية ما يقارب 2% من الإنتاج العالمي للبلاستيك (أكثر من 380 مليون طن). [ 16 ] وفي عام 2022، كانت أهم أنواع المواد البلاستيكية الحيوية من الناحية التجارية هي حمض البولي لاكتيك (PLA) والمنتجات القائمة على النشا . [ 17 ]

تعريف الاتحاد الدولي للكيمياء البحتة والتطبيقية (IUPAC)

يُعرّف الاتحاد الدولي للكيمياء البحتة والتطبيقية البوليمر الحيوي على النحو التالي:

البوليمر الحيوي المشتق من الكتلة الحيوية أو الصادر من المونومرات المشتقة من الكتلة الحيوية والذي يمكن تشكيله عن طريق التدفق في مرحلة ما من مراحل معالجته إلى منتجات نهائية.

ملاحظة 1 : يُستخدم مصطلح البلاستيك الحيوي بشكل عام كبديل للبوليمر المشتق من الموارد الأحفورية.
ملاحظة 2 : مصطلح البلاستيك الحيوي مضلل لأنه يوحي بأن أي بوليمر مشتق من الكتلة الحيوية صديق للبيئة .
ملاحظة 3 : يُنصح بتجنب استخدام مصطلح "البلاستيك الحيوي". استخدم عبارة "البوليمر الحيوي".
ملاحظة 4 : لا يعني وجود بوليمر حيوي مشابه لبوليمر بترولي أي تفوق من حيث البيئة إلا إذا كانت مقارنة تقييمات دورة الحياة لكل منهما مواتية. [ 18 ]

الأنواع

البلاستيك الحيوي القائم على السكريات المتعددة

البلاستيك المصنوع من النشا

فول سوداني للتغليف مصنوع من البلاستيك الحيوي (نشا اللدائن الحرارية)

يمثل النشا الحراري البلاستيكي أكثر أنواع البلاستيك الحيوي استخدامًا، إذ يشكل حوالي 50% من سوق البلاستيك الحيوي. [ 19 ] يمكن تصنيع أغشية بلاستيكية حيوية بسيطة من النشا منزليًا عن طريق جلتنة النشا وصب المحلول . [ 20 ] يتميز النشا النقي بقدرته على امتصاص الرطوبة ، مما يجعله مادة مناسبة لإنتاج كبسولات الأدوية في القطاع الصيدلاني. مع ذلك، فإن البلاستيك الحيوي المصنوع من النشا النقي هش. يمكن إضافة مواد ملدنة مثل الجلسرين والجليكول والسوربيتول لتسهيل معالجة النشا حراريًا. [ 21 ] يمكن تعديل خصائص البلاستيك الحيوي الناتج (المعروف أيضًا باسم "النشا الحراري البلاستيكي") لتلبية احتياجات محددة عن طريق ضبط كميات هذه الإضافات. يمكن استخدام تقنيات معالجة البوليمرات التقليدية لتحويل النشا إلى بلاستيك حيوي، مثل البثق والقولبة بالحقن والقولبة بالضغط وصب المحلول. [ 21 ] تتأثر خصائص البلاستيك الحيوي المصنوع من النشا بشكل كبير بنسبة الأميلوز إلى الأميلوبكتين . عمومًا، ينتج عن النشا عالي الأميلوز خصائص ميكانيكية فائقة. [ 22 ] مع ذلك، يتميز النشا عالي الأميلوز بانخفاض قابلية معالجته نظرًا لارتفاع درجة حرارة التجلتن [ 23 ] ولزوجة انصهاره العالية. [ 24 ]

غالبًا ما تُخلط المواد البلاستيكية الحيوية المصنوعة من النشا مع البوليسترات القابلة للتحلل الحيوي لإنتاج مزيج النشا/حمض البوليلاكتيك، [ 25 ] أو النشا/ بولي كابرولاكتون، [ 26 ] أو النشا/إيكوفليكس، [ 27 ] (بولي بيوتيلين أديبات-كو-تيريفثالات من إنتاج شركة BASF ، [ 28 ] ). تُستخدم هذه المزيجات في التطبيقات الصناعية، وهي قابلة للتحلل الحيوي. وقد طوّر منتجون آخرون، مثل شركة روكيت ، مزيجات أخرى من النشا/ البولي أوليفين . هذه المزيجات غير قابلة للتحلل الحيوي، ولكنها تتميز ببصمة كربونية أقل من البلاستيك المشتق من البترول المستخدم في التطبيقات نفسها. [ 29 ]

النشا رخيص ومتوفر بكثرة ومتجدد. [ 30 ]

تُصنع الأغشية النشوية (المستخدمة في الغالب لأغراض التغليف) بشكل أساسي من النشا الممزوج بالبوليسترات الحرارية لتشكيل منتجات قابلة للتحلل الحيوي والتسميد. وتُستخدم هذه الأغشية تحديدًا في تغليف السلع الاستهلاكية، مثل أغلفة المجلات وأغلفة الفقاعات. وفي تغليف المواد الغذائية ، تُستخدم هذه الأغشية في أكياس المخبوزات والفواكه والخضراوات. كما تُستخدم أكياس التسميد المصنوعة من هذه الأغشية في الجمع الانتقائي للنفايات العضوية. [ 30 ] إضافةً إلى ذلك، يمكن استخدام الأغشية النشوية كبديل للورق. [ 31 ] [ 32 ]

لقد خضعت المركبات النانوية القائمة على النشا لدراسات واسعة النطاق، حيث أظهرت تحسناً في الخواص الميكانيكية، والاستقرار الحراري، ومقاومة الرطوبة، وخواص منع الغاز. [ 33 ]

البلاستيك المصنوع من السليلوز

عبوة بلاستيكية مصنوعة من أسيتات السليلوز ، وهي مادة بلاستيكية حيوية

تتكون المواد البلاستيكية الحيوية السليلوزية بشكل أساسي من إسترات السليلوز (بما في ذلك أسيتات السليلوز والنيتروسليلوز ) ومشتقاتها، بما في ذلك السيلولويد .

يمكن أن يصبح السليلوز مادة لدنة حرارياً عند تعديله بشكل مكثف. ومن الأمثلة على ذلك أسيتات السليلوز، وهو مادة باهظة الثمن، ولذلك نادراً ما يُستخدم في التغليف. مع ذلك، فإن إضافة ألياف السليلوز إلى النشا يمكن أن تُحسّن الخواص الميكانيكية، ونفاذية الغاز، ومقاومة الماء، نظراً لكونها أقل استرطابية من النشا. [ 30 ]

البلاستيك المصنوع من البروتين

تطوير غلاف غشائي صالح للأكل من الكازين في وزارة الزراعة الأمريكية [ 34 ]

يمكن تصنيع البلاستيك الحيوي من بروتينات من مصادر مختلفة. على سبيل المثال، يُظهر جلوتين القمح والكازين خصائص واعدة كمادة خام لأنواع مختلفة من البوليمرات القابلة للتحلل الحيوي. [ 35 ]

بالإضافة إلى ذلك، يُنظر إلى بروتين الصويا كمصدر آخر للبلاستيك الحيوي. وقد استُخدمت بروتينات الصويا في إنتاج البلاستيك لأكثر من مئة عام. فعلى سبيل المثال، صُنعت ألواح هيكل سيارة فورد الأصلية من بلاستيك مصنوع من الصويا. [ 36 ]

تُوجد صعوبات في استخدام البلاستيك المصنوع من بروتين الصويا نظرًا لحساسيته للماء وتكلفته العالية نسبيًا. لذا، فإن إنتاج مزيج من بروتين الصويا مع بعض أنواع البوليستر القابلة للتحلل الحيوي المتوفرة حاليًا يُحسّن من حساسية البلاستيك للماء ويُقلل من تكلفته. [ 37 ]

بعض البوليسترات الأليفاتية

تتكون البوليسترات الحيوية الأليفاتية بشكل أساسي من بولي هيدروكسي ألكانوات ( PHAs) مثل بولي 3-هيدروكسي بوتيرات (PHB) وبولي هيدروكسي فاليرات (PHV) وبولي هيدروكسي هيكسانوات (PHH).

حمض البوليلاكتيك (PLA)

غشاء التغطية المصنوع من مزيج حمض البوليلاكتيك (PLA) الحيوي المرن

حمض البوليلاكتيك (PLA) هو بلاستيك شفاف يُصنع من الذرة [ 38 ] أو سكر العنب . وهو يشبه ظاهريًا أنواع البلاستيك التقليدية المصنعة من البتروكيماويات، مثل البوليسترين ( PS) . يُستخلص حمض البوليلاكتيك من النباتات، ويتحلل بيولوجيًا في ظروف التسميد الصناعية. مع ذلك، يُظهر حمض البوليلاكتيك مقاومة أقل للصدمات، ومقاومة حرارية أقل، وخصائص عزل أقل (حيث يمنع مرور الهواء عبر الغشاء) مقارنةً بالبلاستيك غير القابل للتحلل. [ 39 ] يتوفر حمض البوليلاكتيك ومزيجاته عادةً على شكل حبيبات. يُستخدم حمض البوليلاكتيك على نطاق محدود في إنتاج الأغشية والألياف والحاويات البلاستيكية والأكواب والزجاجات. كما يُعد حمض البوليلاكتيك أكثر أنواع خيوط البلاستيك شيوعًا في الطباعة ثلاثية الأبعاد بتقنية الترسيب المنصهر.

بولي-3-هيدروكسي بوتيرات

البوليمر الحيوي بولي-3-هيدروكسي بوتيرات (PHB) هو بوليستر تنتجه أنواع معينة من البكتيريا التي تعالج الجلوكوز أو نشا الذرة [ 40 ] أو مياه الصرف الصحي. [ 41 ] وتتشابه خصائصه مع خصائص البولي بروبيلين (PP) البلاستيكي. يشهد إنتاج PHB نموًا متزايدًا، فقد قررت صناعة السكر في أمريكا الجنوبية ، على سبيل المثال، توسيع إنتاج PHB إلى مستوى صناعي. يتميز PHB بشكل أساسي بخصائصه الفيزيائية، إذ يمكن معالجته إلى غشاء شفاف ذي درجة انصهار أعلى من 130 درجة مئوية، وهو قابل للتحلل الحيوي دون ترك أي بقايا.

بولي هيدروكسي ألكانوات

البولي هيدروكسي ألكانوات (PHA) هي بوليسترات خطية تُنتج طبيعيًا عن طريق التخمر البكتيري للسكريات أو الدهون . تُنتجها البكتيريا لتخزين الكربون والطاقة. في الإنتاج الصناعي، يُستخلص البوليستر ويُنقى من البكتيريا من خلال تحسين ظروف تخمر السكر. يمكن دمج أكثر من 150 مونومرًا مختلفًا ضمن هذه العائلة لإنتاج مواد ذات خصائص شديدة التباين. يتميز البولي هيدروكسي ألكانوات (PHA) بمرونة أكبر وليونة أقل من أنواع البلاستيك الأخرى، كما أنه قابل للتحلل الحيوي. تُستخدم هذه المواد البلاستيكية على نطاق واسع في المجال الطبي.

بولي أميد 11

البولي أميد 11 (PA 11) هو بوليمر حيوي مُشتق من النفط الطبيعي. يُعرف أيضًا بالاسم التجاري ريلسان ب (Rilsan B)، وتُسوّقه شركة أركيما ​​(Arkema) . ينتمي PA 11 إلى عائلة البوليمرات التقنية وهو غير قابل للتحلل الحيوي. تتشابه خصائصه مع خصائص PA 12 ، مع انخفاض انبعاثات غازات الاحتباس الحراري واستهلاك الموارد غير المتجددة أثناء إنتاجه. كما أن مقاومته الحرارية أعلى من PA 12. يُستخدم في تطبيقات عالية الأداء مثل خطوط وقود السيارات، وأنابيب مكابح الهواء المضغوط، وأغلفة مقاومة النمل الأبيض للكابلات الكهربائية، وأنابيب النفط والغاز المرنة، وحبال التحكم في السوائل، والأحذية الرياضية، ومكونات الأجهزة الإلكترونية، والقسطرات.

يُعد البولياميد 410 (PA 410) نوعًا مشابهًا من البلاستيك، وهو مشتق بنسبة 70% من زيت الخروع ، ويُباع تحت الاسم التجاري EcoPaXX، من قِبل شركة DSM. [ 42 ] يتميز البولياميد 410 بأدائه العالي، حيث يجمع بين مزايا ارتفاع درجة انصهاره (حوالي 250  درجة مئوية)، وانخفاض امتصاصه للرطوبة، ومقاومته الممتازة لمختلف المواد الكيميائية.

البولي إيثيلين المشتق حيوياً

الوحدة البنائية الأساسية ( المونومر ) للبولي إيثيلين هي الإيثيلين. يشبه الإيثيلين كيميائيًا الإيثانول، ويمكن اشتقاقه منه، والذي يُنتج عن طريق تخمير مواد أولية زراعية مثل قصب السكر أو الذرة. البولي إيثيلين المُشتق حيويًا مطابق كيميائيًا وفيزيائيًا للبولي إيثيلين التقليدي  - فهو لا يتحلل بيولوجيًا ولكنه قابل لإعادة التدوير. وتزعم مجموعة براسكيم البرازيلية للمواد الكيميائية أن استخدام طريقتها في إنتاج البولي إيثيلين من إيثانول قصب السكر يُساهم في امتصاص (إزالة من البيئة) 2.15 طن من ثاني أكسيد الكربون لكل طن من البولي إيثيلين الأخضر المُنتج.

المواد الأولية المعدلة وراثيًا

وبما أن الذرة المعدلة وراثيًا تُعد مادة خام شائعة، فليس من المستغرب أن يتم تصنيع بعض المواد البلاستيكية الحيوية منها.

يوجد في مجال تقنيات تصنيع البلاستيك الحيوي نموذج "مصنع النباتات"، الذي يستخدم المحاصيل المعدلة وراثيًا أو البكتيريا المعدلة وراثيًا لتحسين الكفاءة.

بولي هيدروكسي يوريثان

ينتج عن تكثيف البوليامينات والكربونات الحلقية بولي هيدروكسي يوريثان. [ 43 ] وعلى عكس البولي يوريثانات المتشابكة التقليدية، فإن بولي هيدروكسي يوريثانات المتشابكة قابلة من حيث المبدأ لإعادة التدوير وإعادة المعالجة من خلال تفاعلات نقل الكربامويل الديناميكية. [ 44 ]

البوليمرات المشتقة من الدهون

تم تصنيع العديد من فئات البلاستيك الحيوي من الدهون والزيوت النباتية والحيوانية. [ 45 ] وقد طُوّرت البولي يوريثانات ، [ 46 ] [ 47 ] والبوليسترات ، [ 48 ] وراتنجات الإيبوكسي ، [ 49 ] وأنواع أخرى من البوليمرات ذات خصائص مماثلة للمواد المشتقة من النفط الخام. وقد أتاح التطور الحديث لتفاعل تبادل الأوليفينات إمكانية تحويل مجموعة واسعة من المواد الأولية إلى مونومرات وبوليمرات حيوية بطريقة اقتصادية. [ 50 ] ومع تزايد إنتاج الزيوت النباتية التقليدية ، بالإضافة إلى الزيوت المشتقة من الطحالب الدقيقة منخفضة التكلفة ، [ 51 ] تبرز إمكانات نمو كبيرة في هذا المجال.

في عام 2024، قدم لامانا وزملاؤه مادة أوليوجيلية مصنوعة من إيثيل السليلوز والزيوت النباتية، كنوع جديد من البلاستيك الحيوي أطلقوا عليه اسم OleoPlast. [ 52 ] يتميز هذا البلاستيك الحيوي بخصائص حرارية، مما يجعله قابلاً لإعادة التدوير والتحلل الحيوي. تشمل المزايا الرئيسية لـ OleoPlast إمكانية تخصيص خصائصه الميكانيكية والفيزيائية، بالإضافة إلى توافقه مع تقنيات معالجة مختلفة، مثل قولبة الحقن ، والضغط الساخن، والبثق ، وتصنيع الخيوط المنصهرة .

الأثر البيئي

زجاجات مصنوعة من أسيتات السليلوز الحيوي

تُستخدم مواد مثل النشا والسليلوز والخشب والسكر والكتلة الحيوية كبديل لموارد الوقود الأحفوري في إنتاج البلاستيك الحيوي؛ مما يجعل إنتاج البلاستيك الحيوي نشاطًا أكثر استدامة مقارنةً بإنتاج البلاستيك التقليدي. [ 53 ] [ 54 ] غالبًا ما يُثار الجدل حول الأثر البيئي للبلاستيك الحيوي، نظرًا لتعدد معايير "الاستدامة" (مثل استهلاك المياه والطاقة، وإزالة الغابات، والتحلل البيولوجي، وغيرها). [ 55 ] [ 56 ] [ 57 ] ولذلك، تُصنف الآثار البيئية للبلاستيك الحيوي إلى استخدام الطاقة غير المتجددة، وتغير المناخ ، والتخثث ، والتحمض . [ 58 ] يُساهم إنتاج البلاستيك الحيوي بشكل كبير في خفض انبعاثات غازات الاحتباس الحراري وتقليل استهلاك الطاقة غير المتجددة. [ 53 ] كما يُمكن للشركات في جميع أنحاء العالم تعزيز الاستدامة البيئية لمنتجاتها باستخدام البلاستيك الحيوي. [ 59 ]

على الرغم من أن البلاستيك الحيوي يوفر طاقة غير متجددة أكثر من البلاستيك التقليدي، وينتج عنه انبعاثات غازات دفيئة أقل، إلا أن له آثارًا بيئية سلبية، مثل التخثث والتحمض. [ 58 ] ويُعدّ البلاستيك الحيوي أكثر عرضةً للتخثث من البلاستيك التقليدي. [ 58 ] إذ يؤدي إنتاج الكتلة الحيوية خلال ممارسات الزراعة الصناعية إلى تسرب النترات والفوسفات إلى المسطحات المائية، مما يُسبب التخثث ، وهي عملية زيادة تركيز العناصر الغذائية في المسطحات المائية بشكل مفرط. [ 58 ] ويُشكل التخثث تهديدًا للموارد المائية حول العالم، لأنه يُسبب ازدهارًا ضارًا للطحالب، مما يُؤدي إلى ظهور مناطق خالية من الأكسجين، وبالتالي نفوق الحيوانات المائية. [ 60 ] كما يُساهم البلاستيك الحيوي في زيادة التحمض. [ 58 ] ويُعزى الارتفاع الكبير في التخثث والتحمض الناتج عن البلاستيك الحيوي أيضًا إلى استخدام الأسمدة الكيميائية في زراعة المواد الخام المتجددة لإنتاجه. [ 53 ]

تشمل الآثار البيئية الأخرى للبلاستيك الحيوي انخفاض سميته البيئية على الإنسان والبيئة الأرضية ، وانخفاض احتمالية تسببه بالسرطان مقارنةً بالبلاستيك التقليدي. [ 58 ] مع ذلك، يُظهر البلاستيك الحيوي سمية بيئية مائية أعلى من المواد التقليدية. [ 58 ] كما يُساهم البلاستيك الحيوي والمواد الحيوية الأخرى في زيادة استنزاف طبقة الأوزون في الستراتوسفير مقارنةً بالبلاستيك التقليدي؛ ويعود ذلك إلى انبعاثات أكسيد النيتروز أثناء استخدام الأسمدة في الزراعة الصناعية لإنتاج الكتلة الحيوية. [ 58 ] وتزيد الأسمدة الاصطناعية من انبعاثات أكسيد النيتروز، خاصةً عندما لا يحتاج المحصول إلى كل النيتروجين. [ 61 ] وتشمل الآثار البيئية الطفيفة للبلاستيك الحيوي السمية الناتجة عن استخدام المبيدات على المحاصيل المستخدمة في صناعته. [ 53 ] كما يُسبب البلاستيك الحيوي انبعاثات ثاني أكسيد الكربون من مركبات الحصاد. [ 53 ] وتشمل الآثار البيئية الطفيفة الأخرى ارتفاع استهلاك المياه لزراعة الكتلة الحيوية، وتآكل التربة، وفقدان الكربون من التربة ، وفقدان التنوع البيولوجي ، وهي في الأساس نتيجة لاستخدام الأراضي المرتبط بالبلاستيك الحيوي. [ 58 ] يؤدي استخدام الأراضي لإنتاج البلاستيك الحيوي إلى فقدان عزل الكربون ويزيد من تكاليف الكربون مع تحويل الأراضي عن استخداماتها الحالية [ 62 ].

على الرغم من أن البلاستيك الحيوي مفيد للغاية لأنه يقلل من استهلاك الموارد غير المتجددة وانبعاثات غازات الاحتباس الحراري، إلا أنه يؤثر سلبًا على البيئة من خلال استهلاك الأراضي والمياه، واستخدام المبيدات والأسمدة، والتخثث، والتحمض؛ لذا فإن تفضيل المرء للبلاستيك الحيوي أو البلاستيك التقليدي يعتمد على ما يعتبره أهم تأثير بيئي. [ 53 ]

من المشكلات الأخرى المتعلقة ببعض أنواع البلاستيك الحيوي أنها تُصنع من الأجزاء الصالحة للأكل من المحاصيل. وهذا يجعلها منافسةً لإنتاج الغذاء، لأن المحاصيل التي تُنتج البلاستيك الحيوي يمكن استخدامها أيضًا في إطعام الناس. [ 63 ] يُطلق على هذا النوع من البلاستيك الحيوي اسم "بلاستيك الجيل الأول من المواد الأولية". أما بلاستيك الجيل الثاني من المواد الأولية فيستخدم محاصيل غير غذائية (مواد أولية سليلوزية) أو مخلفات من الجيل الأول (مثل زيوت نباتية مستعملة). بينما يستخدم بلاستيك الجيل الثالث الطحالب كمادة أولية. [ 64 ]

التحلل البيولوجي للبلاستيك الحيوي

وسادة هوائية للتغليف مصنوعة من مزيج PLA الحيوي المرن

التحلل البيولوجي لأي نوع من البلاستيك عملية تحدث عند السطح الفاصل بين الطورين الصلب والسائل، حيث تقوم الإنزيمات الموجودة في الطور السائل بتفكيك الطور الصلب. [ 65 ] بعض أنواع البلاستيك الحيوي، بالإضافة إلى البلاستيك التقليدي المحتوي على إضافات، قابلة للتحلل البيولوجي. [ 66 ] يتميز البلاستيك الحيوي بسهولة تحلله في ظروف مختلفة، كونه مصنوعًا من مواد حيوية، مما يجعله أكثر قبولًا من البلاستيك التقليدي في مجال البلاستيك القابل للتحلل . [ 67 ] يحدث التحلل البيولوجي للبلاستيك الحيوي في ظروف بيئية متنوعة، بما في ذلك التربة والبيئات المائية والسماد العضوي. [ 67 ] يؤثر كل من بنية وتركيب البوليمر الحيوي أو المركب الحيوي على عملية التحلل البيولوجي، لذا فإن تغيير التركيب والبنية قد يزيد من قابلية التحلل. [ 67 ] تُعد التربة والسماد العضوي من أكثر البيئات كفاءة في التحلل البيولوجي نظرًا لتنوعهما الميكروبي العالي. [ 67 ] لا يقتصر دور التسميد على التحلل الحيوي الفعال للبلاستيك الحيوي فحسب، بل يساهم أيضًا بشكل كبير في الحد من انبعاثات غازات الاحتباس الحراري. [67 ] ويمكن تحسين قابلية البلاستيك الحيوي للتحلل الحيوي في بيئات السماد بإضافة المزيد من السكريات القابلة للذوبان ورفع درجة الحرارة. [ 67 ] من ناحية أخرى، تتميز بيئات التربة بتنوعها الكبير من الكائنات الحية الدقيقة، مما يُسهّل عملية التحلل الحيوي للبلاستيك الحيوي. [ 67 ] ومع ذلك، يحتاج البلاستيك الحيوي في بيئات التربة إلى درجات حرارة أعلى ووقت أطول للتحلل الحيوي. [ 67] يتحلل بعض أنواع البلاستيك الحيوي بكفاءة أكبر في المسطحات المائية والأنظمة البحرية؛ إلا أن هذا يُشكل خطرًا على النظم البيئية البحرية والمياه العذبة. [ 67 ] لذا، من الصحيح الاستنتاج أن التحلل الحيوي للبلاستيك الحيوي في المسطحات المائية، والذي يؤدي إلى نفوق الكائنات المائية وتلوث المياه، يُعد أحد الآثار البيئية السلبية للبلاستيك الحيوي.

التطبيقات

منتجات معبأة في علب مصنوعة من البلاستيك الحيوي وأنواع أخرى من البلاستيك القابل للتحلل الحيوي

لا توجد سوى تطبيقات تجارية قليلة للبلاستيك الحيوي، إذ لا تزال التكلفة والأداء يمثلان تحديًا. ومن الأمثلة النموذجية على ذلك إيطاليا، حيث أصبح استخدام الأكياس البلاستيكية القابلة للتحلل الحيوي إلزاميًا للمتسوقين منذ عام 2011 بموجب قانون خاص. [ 68 ] وإلى جانب المواد الهيكلية، يجري تطوير أنواع من البلاستيك الحيوي النشط كهربائيًا، والذي يُتوقع أن ينقل التيار الكهربائي . [ 69 ]

تُستخدم المواد البلاستيكية الحيوية في صناعة الأدوات التي تُستخدم لمرة واحدة، مثل مواد التغليف ، والأواني الفخارية، وأدوات المائدة، والقدور، والأطباق، والقش. [ 70 ]

تتوفر البوليمرات الحيوية كطلاءات للورق بدلاً من الطلاءات البتروكيميائية الأكثر شيوعاً. [ 71 ]

البلاستيك الحيوي المُستخدَم مباشرةً في صناعة الوقود الأحفوري مُطابقٌ كيميائيًا لنظيره المُشتق من الوقود الأحفوري، ولكنه مصنوع من موارد متجددة. ومن أمثلته البولي إيثيلين الحيوي ، والبولي إيثيلين تيريفثالات الحيوي ، والبروبيلين الحيوي ، والبولي بروبيلين الحيوي ، [ 72 ] والنايلون الحيوي. [ 73 ] [ 74 ] [ 75 ] يتميز البلاستيك الحيوي المُستخدَم مباشرةً بسهولة تطبيقه تقنيًا، إذ يُمكن الاستفادة من البنية التحتية القائمة. [ 76 ] يُتيح مسار الإنتاج الحيوي المُخصَّص إنتاج مواد لا يُمكن الحصول عليها من خلال التفاعلات الكيميائية التقليدية، كما يُمكنه ابتكار مواد ذات خصائص فريدة ومتفوقة مقارنةً بالبدائل المُشتقة من الوقود الأحفوري.

البلاستيك الحيوي لمواد البناء

يعود مفهوم البلاستيك الحيوي إلى أوائل القرن العشرين. إلا أن تطوراتٍ هامة حدثت في ثمانينيات وتسعينيات القرن الماضي عندما بدأ الباحثون بتطوير أنواع من البلاستيك القابل للتحلل الحيوي من مصادر طبيعية. وبدأ قطاع البناء والتشييد يلتفت إلى إمكانات البلاستيك الحيوي في أواخر العقد الأول من الألفية الثانية، وذلك نتيجةً للتوجه العالمي نحو ممارسات بناء أكثر استدامة، والمزايا الجذابة التي يوفرها البلاستيك الحيوي في مجال البناء، مثل زيادة كفاءة الطاقة وقابليته للتحلل الحيوي. [ 77 ] [ 78 ]

شهدت المواد البلاستيكية الحيوية في السنوات الأخيرة تطورات ملحوظة من حيث المتانة والفعالية من حيث التكلفة والأداء. وقد ساهمت الابتكارات في مزيج البوليمرات الحيوية والمركبات في جعل المواد البلاستيكية الحيوية أكثر ملاءمة لتطبيقات البناء، بدءًا من العزل وحتى المكونات الهيكلية.

تطبيقات في مجال البناء

العزل
يمكن استخدام البلاستيك الحيوي لإنتاج مواد عازلة فعالة وصديقة للبيئة. ويُستخدم حمض البوليلاكتيك (PLA) والبولي هيدروكسي ألكانوات (PHA) بشكل شائع لهذا الغرض نظرًا لخصائصهما الحرارية وقابليتهما للتحلل الحيوي. [ 79 ]
الأرضيات
توفر المواد المركبة البلاستيكية الحيوية، مثل تلك المصنوعة من حمض البولي لاكتيك والألياف الطبيعية، بدائل متينة ومستدامة لمواد الأرضيات التقليدية. وهي تحظى بتقدير خاص لانخفاض انبعاثاتها الكربونية وقابليتها لإعادة التدوير.
الألواح والكسوة
تُعدّ الألواح البلاستيكية الحيوية، المصنوعة من مزيج من الألياف الطبيعية والبوليمرات الحيوية، خيارًا صديقًا للبيئة لتكسية الجدران وتقسيم المساحات. تتميز هذه المواد بخفة وزنها ومتانتها، ويمكن تصميمها لمحاكاة المواد التقليدية كالخشب أو الحجر.
القوالب الخشبية
تُستخدم المواد البلاستيكية الحيوية بشكل متزايد في قوالب صب الخرسانة. فهي توفر مزايا من حيث إمكانية إعادة الاستخدام، وتقليل الوزن، وتقليل الأثر البيئي مقارنة بالمواد التقليدية. [ 80 ]
تعزيز
يمكن استخدام المواد المركبة البلاستيكية الحيوية المدعمة بالألياف الطبيعية أو مواد أخرى في التطبيقات الهيكلية، مما يوفر بديلاً مستداماً للفولاذ أو الألياف الزجاجية.

التحديات والقيود

يكلف
غالباً ما تكون تكلفة إنتاج البلاستيك الحيوي أعلى من تكلفة إنتاج البلاستيك التقليدي، مما قد يشكل عائقاً أمام انتشاره على نطاق واسع في قطاع البناء الذي يولي أهمية كبيرة للتكلفة. ومع ذلك، من المتوقع أن تسهم الأبحاث المستمرة والتطورات التكنولوجية في خفض التكاليف مع مرور الوقت.
أداء
رغم التقدم الكبير الذي أحرزته المواد البلاستيكية الحيوية، لا تزال بعض أنواعها متأخرة عن المواد التقليدية من حيث القوة والمتانة ومقاومة العوامل البيئية مثل التعرض للأشعة فوق البنفسجية والرطوبة. [ 81 ]
تطبيقات محدودة
تُعدّ المواد البلاستيكية الحيوية حاليًا مناسبة لمجموعة محدودة من التطبيقات في مجال البناء. وسيتطلب توسيع نطاق استخدامها ليشمل أدوارًا هيكلية أكثر تطلبًا مزيدًا من التطوير والاختبار.

الآفاق المستقبلية

من المرجح أن يؤدي استمرار البحث والابتكار إلى توسيع نطاق استخدامات البلاستيك الحيوي وتحسين أدائه. [ 82 ] ومع تزايد تبني قطاع البناء للاستدامة، فإن البلاستيك الحيوي مهيأ بشكل متزايد للعب دور في تطوير مواد بناء صديقة للبيئة. [ 83 ]

تُقدّم المواد البلاستيكية الحيوية بديلاً مستداماً ومتعدد الاستخدامات لمواد البناء التقليدية، مع فوائد بيئية واقتصادية كبيرة. ورغم وجود بعض التحديات، لا سيما فيما يتعلق بالتكلفة والأداء، فإن التطورات المستمرة في تكنولوجيا المواد البلاستيكية الحيوية [ 84 ] تحمل في طياتها إمكانية إحداث نقلة نوعية في قطاع البناء والمساهمة في بناء مستقبل أكثر استدامة.

الصناعة والأسواق

أكياس شاي مصنوعة من مادة البوليلاكتيد (PLA) (شاي النعناع)

بينما كانت الشركات الكيميائية تصنع البلاستيك القائم على المواد العضوية طوال القرن العشرين، تأسست أول شركة تركز بشكل حصري على البلاستيك الحيوي - مارلبورو بيوبوليمرز - في عام 1983. ومع ذلك، فشلت مارلبورو والمشاريع الأخرى التي تلتها في تحقيق نجاح تجاري، وكانت أول شركة من هذا القبيل تحقق نجاحًا ماليًا طويل الأجل هي شركة نوفامونت الإيطالية، التي تأسست في عام 1989. [ 85 ]

لا تزال المواد البلاستيكية الحيوية تشكل أقل من واحد بالمئة من إجمالي البلاستيك المصنّع عالميًا. [ 86 ] [ 87 ] ولا تُسهم معظم المواد البلاستيكية الحيوية حتى الآن في خفض انبعاثات الكربون بما يفوق ما يتطلبه تصنيعها. [ 88 ] وتشير التقديرات إلى أن استبدال 250 مليون طن من البلاستيك المصنّع سنويًا بمواد بلاستيكية حيوية يتطلب 100 مليون هكتار من الأراضي، أي ما يعادل 7 بالمئة من الأراضي الصالحة للزراعة على سطح الأرض. وعندما تصل المواد البلاستيكية الحيوية إلى نهاية دورة حياتها، غالبًا ما تُرسل تلك المصممة لتكون قابلة للتحلل الحيوي والمسوّقة على أنها قابلة للتحلل البيولوجي إلى مكبات النفايات نظرًا لنقص مرافق التسميد المناسبة أو فرز النفايات، حيث تُطلق غاز الميثان أثناء تحللها اللاهوائي. [ 89 ]

قامت كل من لجنة المنظمات الزراعية في الاتحاد الأوروبي (COPA) واللجنة العامة للتعاون الزراعي في الاتحاد الأوروبي (COGEGA) بتقييم إمكانات المواد البلاستيكية الحيوية في مختلف قطاعات الاقتصاد الأوروبي:

قطاعأطنان في السنة
منتجات تقديم الطعام450,000
 
أكياس النفايات العضوية100,000
 
رقائق نشارة قابلة للتحلل الحيوي130,000
 
رقائق قابلة للتحلل الحيوي لحفاضات الأطفال80,000
 
حفاضات، قابلة للتحلل البيولوجي بنسبة 100%240,000
 
تغليف من رقائق معدنية400,000
 
تغليف الخضراوات400,000
 
مكونات الإطارات200,000
 
المجموع:2,000,000

يشهد سوق البلاستيك الحيوي نموًا متزايدًا مدفوعًا بالطلب المتنامي على مواد البناء المستدامة. ويُتيح هذا النمو فرصًا اقتصادية جديدة للمصنعين والموردين. ويُقدّر حجم سوق البلاستيك الحيوي بنحو 7.41 مليار دولار أمريكي في عام 2024، ومن المتوقع أن ينمو ليصل إلى 127.55 مليار دولار أمريكي بحلول عام 2025، مع استحواذ الاقتصاد الأوروبي على الحصة الأكبر. [ 90 ]

تاريخ وتطور البلاستيك الحيوي

  • 1855: إنتاج النسخة الأولى (الرديئة) من مشمع الأرضيات
  • 1862: في معرض لندن الكبير، عرض ألكسندر باركس مادة الباركسين ، وهي أول مادة لدائن حرارية. تُصنع الباركسين من النيتروسليلوز، وتتميز بخصائص جيدة جدًا، ولكنها قابلة للاشتعال بدرجة كبيرة. (وايت 1998) [ 91 ]
  • 1897: لا يزال الجلاليث يُنتج حتى اليوم، وهو بلاستيك حيوي مصنوع من الحليب، ابتكره كيميائيون ألمان عام 1897. ويوجد الجلاليث بشكل أساسي في صناعة الأزرار. (ثيلين 2014) [ 92 ]
  • في عام ١٩٠٧، اخترع ليو بايكلاند مادة الباكليت ، التي نالت لقب المعلم الكيميائي التاريخي الوطني لخصائصها غير الموصلة للحرارة والمقاومة لها. تُستخدم هذه المادة في صناعة أغلفة أجهزة الراديو والهواتف، وأدوات المطبخ، والأسلحة النارية، والعديد من المنتجات الأخرى. (باثاك، سنيها، ماثيو ٢٠١٤)
  • 1912: براندنبرغر يخترع السيلوفان من السليلوز الخشبي أو القطني أو القنب. (ثيلين 2014) [ 92 ]
  • عشرينيات القرن العشرين: اكتشف والاس كاروثرز بلاستيك حمض البوليلاكتيك (PLA). كان إنتاج حمض البوليلاكتيك مكلفًا للغاية، ولم يبدأ إنتاجه بكميات كبيرة حتى عام 1989. (وايت كلاودز 2018)
  • 1925: تم عزل وتوصيف بولي هيدروكسي بوتيرات بواسطة عالم الأحياء الدقيقة الفرنسي موريس ليموين
  • 1926: اخترع موريس ليموين مادة بولي هيدروكسي بوتيرات (PHB)، وهي أول مادة بلاستيكية حيوية مصنوعة من البكتيريا. (ثيلين 2014) [ 92 ]
  • ثلاثينيات القرن العشرين: صُنعت أول سيارة من البلاستيك الحيوي من فول الصويا على يد هنري فورد. (ثيلين 2014) [ 92 ] [ 93 ]
  • ١٩٤٠-١٩٤٥: خلال الحرب العالمية الثانية، شهد إنتاج البلاستيك زيادة ملحوظة نظرًا لاستخدامه في العديد من المواد الحربية. وبفضل التمويل والإشراف الحكوميين، تضاعف إنتاج الولايات المتحدة من البلاستيك (بشكل عام، وليس البلاستيك الحيوي فقط) ثلاث مرات خلال الفترة من ١٩٤٠ إلى ١٩٤٥ (روغرز ٢٠٠٥). [ ٩٤ ] يُظهر الفيلم القصير الذي أنتجته الحكومة الأمريكية عام ١٩٤٢ بعنوان "الشجرة في أنبوب اختبار" الدور المحوري الذي لعبه البلاستيك الحيوي في جهود النصر في الحرب العالمية الثانية وفي الاقتصاد الأمريكي آنذاك.
  • في خمسينيات القرن العشرين، تم بنجاح تهجين الذرة الأميلوميز (التي تحتوي على أكثر من 50% من الأميلوز)، وبدأ استكشاف تطبيقات البلاستيك الحيوي التجارية. (ليو، مولت، لونغ، 2009) [ 95 ] وقد لوحظ تراجع في تطوير البلاستيك الحيوي نتيجة لانخفاض أسعار النفط، إلا أن تطوير البلاستيك الصناعي مستمر.
  • سبعينيات القرن العشرين: حفزت الحركة البيئية المزيد من التطوير في مجال البلاستيك الحيوي. (روغرز 2005) [ 94 ]
  • 1983: تأسست أول شركة للبلاستيك الحيوي، وهي شركة مارلبورو للبوليمرات الحيوية، والتي تستخدم بلاستيكًا حيويًا قائمًا على البكتيريا يسمى بيوبال . (فيدر 1985) [ 96 ]
  • ١٩٨٩: شهد حمض البولي لاكتيك (PLA) تطورًا ملحوظًا على يد الدكتور باتريك ر. غروبر عندما اكتشف طريقة إنتاجه من الذرة. (وايت كلاودز ٢٠١٨). تأسست شركة نوفاماونت، الرائدة في مجال البلاستيك الحيوي، والتي تستخدم مادة "ماتر-باي" (matter-bi)، وهي نوع من البلاستيك الحيوي، في تطبيقات متعددة. (نوفاماونت ٢٠١٨) [ ٩٧ ]
  • أواخر التسعينيات: أدى تطوير نشا TP ومادة BIOPLAST من خلال أبحاث وإنتاج شركة BIOTEC إلى إنتاج غشاء BIOFLEX. يُصنف غشاء BIOFLEX إلى ثلاثة أنواع: أغشية النفخ، وأغشية البثق المسطحة، وأغشية التشكيل بالحقن. وتُستخدم هذه الأنواع الثلاثة في التطبيقات التالية: أغشية النفخ - الأكياس، وأكياس القمامة، ورقائق التغطية، ومنتجات النظافة، وأغشية حفاضات الأطفال، وأغشية الفقاعات الهوائية، والملابس الواقية، والقفازات، والأكياس ذات الأضلاع المزدوجة، والملصقات، وأشرطة العزل؛ أغشية البثق المسطحة - الصواني، وأصص الزهور، ومنتجات التجميد والتغليف، والأكواب، والتغليف الدوائي؛ التشكيل بالحقن - أدوات المائدة التي تُستخدم لمرة واحدة، والعلب، والحاويات، والقطع المُشكّلة، وصواني الأقراص المدمجة، ومستلزمات المقابر، ودبابيس الجولف، والألعاب، وأدوات الكتابة. (لوركس 1998) [ 98 ]
  • 1992: ورد في مجلة ساينس أن نبات رشاد أذن الفأر (Arabidopsis thaliana) يمكن أن ينتج مادة PHB. (Poirier, Dennis, Klomparens, Nawrath, Somerville 1992) [ 99 ]
  • 2001: استحوذت شركة ميتابوليكس على قسم البلاستيك الحيوي التابع لشركة مونسانتو (زينيكا سابقًا)، والذي يستخدم النباتات لإنتاج البلاستيك الحيوي. (باربر وفيشر 2001) [ 100 ]
  • 2001: استخدم نيك تاكر عشب الفيل كقاعدة للبلاستيك الحيوي لصنع قطع غيار السيارات البلاستيكية. (تاكر 2001) [ 101 ]
  • 2005: أعيد تسمية شركة كارجيل وداو كيميكالز إلى ناتشر وركس، وأصبحت الشركة الرائدة في إنتاج حمض البولي لاكتيك (PLA). (بينيسي 2016) [ 102 ]
  • 2007: أجرت شركة ميتابوليكس اختبارات تسويقية لأول منتج بلاستيكي قابل للتحلل الحيوي بنسبة 100%، أطلق عليه اسم ميريل، وهو مصنوع من تخمير سكر الذرة وبكتيريا معدلة وراثيًا. (ديغريغوريو 2009) [ 103 ]
  • 2012: تم تطوير نوع من البلاستيك الحيوي من الأعشاب البحرية، وقد أثبت أنه من أكثر أنواع البلاستيك الحيوي ملاءمةً للبيئة، وذلك استنادًا إلى بحث نُشر في مجلة أبحاث الصيدلة. (راجندران، بوبالا، سنيها، أنجيلينا، راجام 2012) [ 104 ]
  • في عام ٢٠١٣، تم تسجيل براءة اختراع لمادة بلاستيكية حيوية مشتقة من الدم وعامل ربط متقاطع مثل السكريات والبروتينات وغيرها (مشتقات الإيريدويد، ثنائي الإيميدات، ثنائي الكيتونات، كاربودي إيميدات، أكريلاميدات ، ثنائي ميثيل سوبيريميدات، ألدهيدات، العامل الثالث عشر، إسترات NHS ثنائية الوظيفة ثنائية الهومو، كاربونيل ثنائي الإيميد ، جليوكسيلات ، بروانثوسيانيدين، ريوتيرين). يمكن تطبيق هذا الاختراع باستخدام البلاستيك الحيوي كبديل للأنسجة والغضاريف والأوتار والأربطة والعظام، كما يُستخدم في توصيل الخلايا الجذعية. (كامبل، بورغيس، وايس، سميث ٢٠١٣) [ ١٠٥ ] [ ١٠٦ ]
  • 2014: توصلت دراسة نُشرت عام 2014 إلى إمكانية تصنيع البلاستيك الحيوي من خلال مزج مخلفات نباتية (سيقان البقدونس والسبانخ، وقشور الكاكاو، وقشور الأرز، وغيرها) مع محاليل حمض ثلاثي فلورو الأسيتيك (TFA) من السليلوز النقي. (باير، غوزمان-بويول، هيريديا-غيريرو، سيسيراتشيو، بيناتيلي، روفيلي، سينغولاني، وأثاناسيو 2014) [ 107 ]
  • 2016: توصلت تجربة إلى إمكانية تصنيع مصد سيارة مطابق للمواصفات من مواد بلاستيكية حيوية نانوية السليلوز باستخدام قشور الموز. (حسين، إبراهيم، عليسا 2016) [ 108 ]
  • 2017: اقتراح جديد للبلاستيك الحيوي المصنوع من موارد الليغنوسليلوز (مواد نباتية جافة). (برودين، مالين، فاليخوس، أوبيدال، أريا، تشينغا-كاراسكو 2017) [ 109 ]
  • 2018: شهد هذا العام العديد من التطورات، منها بدء شركة إيكيا الإنتاج الصناعي للأثاث المصنوع من البلاستيك الحيوي (باريت 2018)، ومشروع "إيفكتيف" الذي يركز على استبدال النايلون بالنايلون الحيوي (باريت 2018)، وأول عبوة مصنوعة من الفاكهة (باريت 2018). [ 110 ]
  • في عام 2019، قام "المعهد الكوري لأبحاث التكنولوجيا الكيميائية" باستخلاص وتصنيع خمسة أنواع مختلفة من مواد الكيتين النانوية للتحقق من خصائصها القوية وتأثيراتها المضادة للبكتيريا. وعند دفنها تحت الأرض، أمكن تحللها بيولوجيًا بنسبة 100% خلال ستة أشهر. [ 111 ]

* هذه ليست قائمة شاملة. تُظهر هذه الاختراعات تنوع استخدامات البلاستيك الحيوي والاختراقات المهمة التي حققها. ولا تزال التطبيقات الجديدة والاختراعات المتعلقة بالبلاستيك الحيوي تظهر باستمرار.

سنةاكتشاف أو تطوير البلاستيك الحيوي
1862باركسين - ألكسندر باركس
1868السيلولويد - جون ويسلي هايات
1897غالاليث - كيميائيون ألمان
1907الباكليت - ليو بايكلاند
1912السيلوفان - جاك إي. براندنبرغر
عشرينيات القرن العشرينحمض البوليلاكتيك (PLA) - والاس كاروثرز
1926بولي هيدروكسي بوتيرات (PHB) - موريس ليموين
ثلاثينيات القرن العشرينسيارة مصنوعة من البلاستيك الحيوي المصنوع من فول الصويا - هنري فورد
1983بيوبال - مارلبورو للبوليمرات الحيوية
1989حمض البولي لاكتيك من الذرة - د. باتريك ر. غروبر؛ ماتر-بي - نوفاماونت
1992يمكن إنتاج PHB بواسطة نبات رشاد أذن الفأر (نبات مزهر صغير).
1998يؤدي غشاء بيوفليكس (المنفوخ، والمسطح، والقولبة بالحقن) إلى العديد من التطبيقات المختلفة للبلاستيك الحيوي
2001يمكن إنتاج مادة PHB بواسطة عشب الفيل
2007تم اختبار منتج Mirel (بلاستيك قابل للتحلل البيولوجي بنسبة 100%) من شركة Metabolic Inc. في السوق.
2012يتم تصنيع البلاستيك الحيوي من الأعشاب البحرية
2013البلاستيك الحيوي المصنوع من الدم وعامل الربط المتشابك المستخدم في الإجراءات الطبية
2014البلاستيك الحيوي المصنوع من مخلفات الخضراوات
2016مصد سيارة مصنوع من البلاستيك الحيوي المصنوع من قشر الموز
2017البلاستيك الحيوي المصنوع من موارد الليغنوسليلوز (مواد نباتية جافة)
2018أثاث من البلاستيك الحيوي، نايلون حيوي، تغليف من الفاكهة
مركز تطوير البلاستيك الحيوي - جامعة ماساتشوستس لويل
قلم مصنوع من البلاستيك الحيوي (بوليلاكتيد، PLA )

إجراءات الاختبار

زجاجة شامبو مصنوعة من البلاستيك الحيوي المرن PLA

قابلية التحلل الصناعي – EN 13432، ASTM D6400

يجب استيفاء معيار EN 13432 الصناعي لكي يُعلن عن قابلية منتج بلاستيكي للتحلل الحيوي في السوق الأوروبية. باختصار، يتطلب هذا المعيار إجراء اختبارات متعددة ويحدد معايير النجاح/الرسوب، بما في ذلك تفكك المنتج النهائي (التحلل المادي والبصري) خلال 12 أسبوعًا، والتحلل البيولوجي (تحويل الكربون العضوي إلى ثاني أكسيد الكربون ) للمكونات البوليمرية خلال 180 يومًا، وسمية النبات، ووجود المعادن الثقيلة. أما معيار ASTM 6400 فهو الإطار التنظيمي المعتمد في الولايات المتحدة، ويتضمن متطلبات مماثلة.

حصلت العديد من أنواع البلاستيك المصنوعة من النشا ، والبلاستيك المصنوع من حمض البولي لاكتيك، وبعض مركبات البوليستر المشتركة الأليفاتية العطرية ، مثل السكسينات والأديبات ، على هذه الشهادات. أما البلاستيك الحيوي المصنوع من إضافات ، والذي يُباع على أنه قابل للتحلل الضوئي أو قابل للتحلل الحيوي الأكسجيني، فلا يلتزم بهذه المعايير في شكله الحالي.

قابلية التحلل الحيوي - ASTM D6002

عرّفت طريقة ASTM D 6002 لتحديد قابلية البلاستيك للتحلل الحيوي مصطلح " قابل للتحلل الحيوي" على النحو التالي:

المادة القادرة على التحلل البيولوجي في موقع التسميد بحيث لا يمكن تمييزها بصريًا وتتحلل إلى ثاني أكسيد الكربون والماء والمركبات غير العضوية والكتلة الحيوية بمعدل يتوافق مع المواد القابلة للتسميد المعروفة. [ 112 ]

أثار هذا التعريف انتقادات واسعة لأنه، خلافًا للتعريف التقليدي للكلمة، يفصل تمامًا عملية "التسميد" عن ضرورة أن تؤدي إلى إنتاج الدبال /السماد كمنتج نهائي. المعيار الوحيد الذي يحدده هذا المعيار هو أن البلاستيك القابل للتسميد يجب أن يبدو وكأنه يتحلل بنفس سرعة المواد الأخرى التي ثبت بالفعل أنها قابلة للتسميد وفقًا للتعريف التقليدي .

سحب معيار ASTM D 6002

في يناير 2011، سحبت الجمعية الأمريكية لاختبار المواد (ASTM) معيار ASTM D 6002، الذي كان يمنح مصنعي البلاستيك المصداقية القانونية لتصنيف البلاستيك على أنه قابل للتحلل . وفيما يلي وصفه:

تضمن هذا الدليل المعايير والإجراءات المقترحة، بالإضافة إلى نهج عام لتحديد قابلية المواد البلاستيكية القابلة للتحلل الحيوي للتحلل البيئي. [ 113 ]

لم تقم الجمعية الأمريكية لاختبار المواد (ASTM) باستبدال هذا المعيار حتى الآن.

مُستخلص من مواد حيوية – ASTM D6866

طُوِّرت طريقة ASTM D6866 للتحقق من المحتوى الحيوي للبلاستيك الحيوي. يؤدي اصطدام الأشعة الكونية بالغلاف الجوي إلى وجود نظير الكربون المشع 14 في جزء من الكربون . تستخدم النباتات ثاني أكسيد الكربون من الغلاف الجوي في عملية التمثيل الضوئي ، لذا تحتوي المواد النباتية الجديدة على كلٍّ من الكربون 14 والكربون 12. في ظل الظروف المناسبة، وعلى مدى فترات زمنية جيولوجية، يمكن تحويل بقايا الكائنات الحية إلى وقود أحفوري . بعد حوالي 100,000 عام، يكون الكربون 14 الموجود في المادة العضوية الأصلية قد تحلل إشعاعيًا، ولم يتبقَّ سوى الكربون 12. يحتوي المنتج المصنوع من الكتلة الحيوية على نسبة عالية نسبيًا من الكربون 14، بينما لا يحتوي المنتج المصنوع من البتروكيماويات على أي كربون 14. يمكن قياس نسبة الكربون المتجدد في المادة (صلبة أو سائلة) باستخدام مطياف الكتلة المعجل . [ 114 ] [ 115 ]

ثمة فرق جوهري بين قابلية التحلل البيولوجي والمحتوى الحيوي. فالبلاستيك الحيوي، مثل البولي إيثيلين عالي الكثافة (HDPE) [ 116 ] ، قد يكون حيويًا بنسبة 100% (أي يحتوي على 100% من الكربون المتجدد)، ومع ذلك فهو غير قابل للتحلل البيولوجي. ومع ذلك، تلعب هذه الأنواع من البلاستيك الحيوي، مثل البولي إيثيلين عالي الكثافة، دورًا هامًا في الحد من انبعاثات غازات الاحتباس الحراري، لا سيما عند حرقها لإنتاج الطاقة. ويُعتبر المكون الحيوي لهذه الأنواع من البلاستيك الحيوي محايدًا للكربون نظرًا لأن مصدره الكتلة الحيوية.

قابلية التحلل البيولوجي اللاهوائي - ASTM D5511-02 و ASTM D5526

تعتبر ASTM D5511-12 و ASTM D5526-12 طرق اختبار تتوافق مع المعايير الدولية مثل ISO DIS 15985 لقابلية البلاستيك للتحلل البيولوجي .

انظر أيضاً

مراجع

  1. ↑ "البلاستيك الحيوي، والبلاستيك القابل للتحلل الحيوي، والبلاستيك القابل للتسميد: آلية التحلل الحيوي، ومعايير قابلية التحلل الحيوي، والاستراتيجية البيئية" . التدهور الحيوي والتحلل الحيوي الدولي . 195 105887. 2024-11-01. doi : 10.1016/j.ibiod.2024.105887 . hdl : 10072/432595 . ISSN 0964-8305 . 
  2. ↑ "تأثير المواد الحيوية على صحة الإنسان" ، التطبيقات المتقدمة للمواد الحيوية ، إلسيفير، الصفحات 505-531 ، 2023-01-01، doi : 10.1016/B978-0-323-91677-6.00014-3 ، تاريخ الاسترجاع 2026-06-30 
  3. ↑ ماريتشيلفام، إم كيه؛ جويد، محمد؛ عاصم، محمد (2019). "البلاستيك الحيوي المصنوع من نشا الذرة والأرز كمواد تغليف بديلة" . الألياف . 7 (4): 32. doi : 10.3390/fib7040032 .
  4. ↑ شاه، منالي؛ راجانس، سانجوكتا؛ بانديا، هيمانشو أ؛ مانكاد، ارشانا يو؛ شاه، منالي؛ راجانس، سانجوكتا؛ بانديا، هيمانشو أ؛ منكاد، ارشانا يو. (2021). "البلاستيك الحيوي من أجل المستقبل: مراجعة آنذاك والآن" . المجلة العالمية للأبحاث والمراجعات المتقدمة . 9 (2): 056–067 . دوى : 10.30574/wjarr.2021.9.2.0054 .
  5. ↑ "تقرير سوق البلاستيك الحيوي: تحليل الصناعة، التوقعات حتى عام 2032" . أبحاث سوق سيريسانا . تم الاطلاع عليه بتاريخ 28 أكتوبر 2024 .
  6. ↑ توماس، أنجالي ب.؛ كاسا، فارا براساد؛ دوبي، براجيش كومار؛ سين، رامكريشنا؛ سارماه، أجيت ك. (2023). "تخليق وتسويق البلاستيك الحيوي: النفايات العضوية كمادة خام مستدامة". مجلة علوم البيئة الشاملة . 904 167243. Bibcode : 2023ScTEn.90467243T . doi : 10.1016/j.scitotenv.2023.167243 . PMID 37741416 . 
  7. ↑ لاكنر، ماكسيميليان (2015). "البلاستيك الحيوي". موسوعة كيرك-أوتمير للتكنولوجيا الكيميائية : 1-41 . doi : 10.1002/0471238961.koe00006 . ISBN 978-0-471-48494-3.
  8. ↑ بييمونتي، فينتشنزو (2013). "داخل عالم البلاستيك الحيوي: بديل للبلاستيك المشتق من البترول". التنمية المستدامة في الهندسة الكيميائية: التقنيات المبتكرة ( الطبعة الأولى). وايلي . الصفحات 181-198 . doi : 10.1002/9781118629703.ch8 . ISBN   978-1-119-95352-4.
  9. 1 2 روزنبوم، جان-جورج؛ لانجر، روبرت؛ ترافيرسو، جيوفاني (2022-02-20). "البلاستيك الحيوي من أجل اقتصاد دائري" . مجلة Nature Reviews Materials . 7 (2): 117-137 . Bibcode : 2022NatRM...7..117R . doi : 10.1038/s41578-021-00407-8 . ISSN 2058-8437 . PMC 8771173. PMID 35075395 .   
  10. ↑ دي بارتولو، ألبرتو؛ إنفورنا، جوليا؛ دينتشيفا، نادكا تزانكوفا (2021). "مراجعة للمواد البلاستيكية الحيوية واعتمادها في الاقتصاد الدائري" . بوليمرات . 13 ( 8): 1229. doi : 10.3390/polym13081229 . hdl : 10447/538077 . PMC 8069747. PMID 33920269 .  
  11. ↑ ووكر، س.؛ روثمان، ر. (10 يوليو 2020). "تقييم دورة حياة البلاستيك الحيوي والبلاستيك المشتق من الوقود الأحفوري: مراجعة" . مجلة الإنتاج الأنظف . 261 121158. Bibcode : 2020JCPro.26121158W . doi : 10.1016/j.jclepro.2020.121158 . hdl : 10871/121758 . ISSN 0959-6526 . S2CID 216414551 .  
  12. ↑ بيليس، أليساندرو؛ مالينكونيكو، ماريو؛ غوارنيري، أليس؛ غاردوسي، لوسيا (25 يناير 2021). "البوليمرات والبلاستيك المتجدد: أداء يتجاوز الاستدامة" . التكنولوجيا الحيوية الجديدة . 60 : 146-158 . doi : 10.1016/j.nbt.2020.10.003 . hdl : 11368/2973201 . ISSN 1871-6784 . PMID 33068793. S2CID 224321496 .   
  13. ↑ "لماذا لن تحل المواد البلاستيكية الحيوية مشكلة البلاستيك في العالم؟" . ييل E360 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 12 يناير 2022 .
  14. ↑ فريدي، جوليا؛ دوريغاتو، أندريا (2021-07-01). "إعادة تدوير نفايات البلاستيك الحيوي: مراجعة" . مجلة أبحاث البوليمرات الصناعية والهندسية المتقدمة . 4 (3): 159-177 . doi : 10.1016/j.aiepr.2021.06.006 . hdl : 11572/336675 . S2CID 237852939 . 
  15. ↑ "البلاستيك الحيوي (PLA) - وورلد سنتريك" . worldcentric.org . مؤرشف من الأصل بتاريخ 9 مارس 2019. تم الاطلاع عليه بتاريخ 15 يوليو 2018 .
  16. ↑ تشينتابالي، راج؛ سكوتشينسكي، بيا؛ كاروس، مايكل؛ بالتوس، وولفغانغ؛ دي غوزمان، دوريس؛ كاب، هارالد؛ راشكا، أخيم؛ رافنستاين، يان (1 أغسطس/آب 2019). "وحدات البناء والبوليمرات الحيوية - القدرات العالمية والإنتاج والاتجاهات، 2018-2023" . التكنولوجيا الحيوية الصناعية . 15 (4): 237-241 . doi : 10.1089/ind.2019.29179.rch . ISSN 1550-9087 . S2CID 202017074 .  
  17. ↑ "تقرير سوق البلاستيك الحيوي: تحليل الصناعة، التوقعات حتى عام 2032" . أبحاث سوق سيريسانا . تم الاطلاع عليه بتاريخ 28 أكتوبر 2024 .
  18. ↑ فيرت، ميشيل (2012). "مصطلحات البوليمرات الحيوية وتطبيقاتها (توصيات الاتحاد الدولي للكيمياء البحتة والتطبيقية 2012)" (ملف PDF) . الكيمياء البحتة والتطبيقية . 84 (2): 377-410 . doi : 10.1351/PAC-REC-10-12-04 . S2CID 98107080. مؤرشف من الأصل (ملف PDF) بتاريخ 19 مارس 2015. تم الاطلاع عليه بتاريخ 17 يوليو 2013 . 
  19. ↑ "أنواع البلاستيك الحيوي | InnovativeIndustry.net" . مؤرشف من الأصل بتاريخ 9 أبريل 2023. تم الاطلاع عليه بتاريخ 11 يوليو 2020 .
  20. ↑ اصنع بلاستيكًا من البطاطس! . Instructables.com (2007-07-26). تم الاطلاع عليه بتاريخ 14-08-2011.
  21. 1 2 ليو، هونغشنغ؛ شي، فينغوي؛ يو، لونغ؛ تشين، لينغ؛ لي، لين (2009-12-01). "المعالجة الحرارية للبوليمرات القائمة على النشا" . التقدم في علوم البوليمرات . 34 (12): 1348-1368 . doi : 10.1016/j.progpolymsci.2009.07.001 . ISSN 0079-6700 . 
  22. ↑ لي، مينغ؛ ليو، بنغ؛ زو، وي؛ يو، لونغ؛ شي، فينغوي؛ بو، هواين؛ ليو، هونغشن؛ تشين، لينغ (2011-09-01). "معالجة أغشية النشا الصالحة للأكل بالبثق وتوصيفها بمحتويات مختلفة من الأميلوز" . مجلة هندسة الأغذية . 106 (1): 95-101 . doi : 10.1016/j.jfoodeng.2011.04.021 . ISSN 0260-8774 . 
  23. ↑ ليو، هونغشنغ؛ يو، لونغ؛ شي، فينغوي؛ تشين، لينغ (15 أغسطس/آب 2006). "جلتنة نشا الذرة بمحتوى مختلف من الأميلوز/الأميلوبكتين" . بوليمرات الكربوهيدرات . 65 (3): 357-363 . doi : 10.1016/j.carbpol.2006.01.026 . ISSN 0144-8617 . S2CID 85239192 .  
  24. ↑ شي، فينغوي؛ يو، لونغ؛ سو، بينغ؛ ليو، بنغ؛ وانغ، جون؛ ليو، هونغشن؛ تشين، لينغ (1 مايو 2009). "الخواص الريولوجية للنشويات ذات نسب الأميلوز/الأميلوبكتين المختلفة" . مجلة علوم الحبوب . 49 (3): 371-377 . doi : 10.1016/j.jcs.2009.01.002 . ISSN 0733-5210 . 
  25. ↑ خالد، سعود؛ يو، لونغ؛ مينغ، لينغهان؛ ليو، هونغشنغ؛ علي، أمجد؛ تشين، لينغ (2017). "مركبات حمض البولي لاكتيك/النشا: تأثير البنية المجهرية وشكل حبيبات النشا على الأداء". مجلة علوم البوليمرات التطبيقية . 134 (46) 45504. doi : 10.1002/app.45504 .
  26. ↑ "مصنّعو ومورّدو البلاستيك الحيوي القائم على النشا" . bioplasticsonline.net . مؤرشف من الأصل بتاريخ 14 أغسطس 2011.
  27. ↑ شيرمان، ليلي مانوليس (1 يوليو 2008). "تحسين البوليمرات الحيوية: هناك حاجة إلى إضافات لزيادة المتانة ومقاومة الحرارة وسهولة التشكيل" . تكنولوجيا البلاستيك . مؤرشف من الأصل في 17 أبريل 2016.
  28. ↑ «شركة BASF تعلن عن توسع كبير في إنتاج البلاستيك الحيوي» . مؤرشف من الأصل بتاريخ 31 مارس 2012. تم الاطلاع عليه بتاريخ 31 أغسطس 2011 .
  29. ↑ "Roquette، ممثل جديد في سوق البلاستيك، رمح GAÏALENE®: لعبة بلاستيكية مبتكرة من البلاستيك النباتي" . مؤرشف من الأصل بتاريخ 31-03-2012 . تم الاسترجاع 2011/08/31 .
  30. 1 2 3 أفيروس، لوك؛ بوليه، إريك (2014)، "المركبات النانوية الحيوية القائمة على النشا الملدن"، بوليمرات النشا ، إلسيفير، ص 211-239 ، doi : 10.1016/b978-0-444-53730-0.00028-2 ، ISBN  978-0-444-53730-0
  31. ↑ أفانت، ساندرا (أبريل 2017). "ورق وبلاستيك أفضل مع النشا" . وزارة الزراعة الأمريكية. مؤرشف من الأصل في 14 ديسمبر 2018. تم الاطلاع عليه في 14 ديسمبر 2018 .
  32. ↑ كيت، بيتر (يناير 2017). "التعاون يحقق نتائج أفضل". البلاستيك المقوى . 61 (1): 51-54 . doi : 10.1016/j.repl.2016.09.002 . ISSN 0034-3617 . 
  33. ↑ شي، فينغوي؛ بوليت، إريك؛ هالي، بيتر جيه؛ أفيروس، لوك (1 أكتوبر 2013). "المركبات النانوية الحيوية القائمة على النشا" . التقدم في علوم البوليمرات . التقدم في المركبات النانوية الحيوية: من البلاستيك الأخضر إلى التطبيقات الطبية الحيوية. 38 (10): 1590-1628 . doi : 10.1016/j.progpolymsci.2013.05.002 . ISSN 0079-6700 . 
  34. ↑ أوبراين (فبراير 2018). "هذا هو الغلاف: أغلفة الطعام الصالحة للأكل من خدمة البحوث الزراعية" . البحوث الزراعية بوزارة الزراعة الأمريكية : 22. تم الاطلاع عليه في 4 ديسمبر 2021 .
  35. ↑ سونغ، جيه إتش؛ مورفي، آر جيه؛ نارايان، آر؛ ديفيز، جي بي إتش (27 يوليو/تموز 2009). " بدائل قابلة للتحلل الحيوي والتسميد للبلاستيك التقليدي" . المعاملات الفلسفية للجمعية الملكية ب: العلوم البيولوجية . 364 (1526): 2127-2139 . doi : 10.1098/rstb.2008.0289 . ISSN 0962-8436 . PMC 2873018. PMID 19528060 .   
  36. ↑ رالستون، برايان إي.؛ أوسوالد، تيم أ. (فبراير 2008). "تاريخ مواد الغد: البوليمرات الحيوية القائمة على البروتين". هندسة البلاستيك . 64 (2): 36-40 . doi : 10.1002/j.1941-9635.2008.tb00292.x . ISSN 0091-9578 . 
  37. ↑ تشانغ، جينوين؛ جيانغ، لونغ؛ تشو، لين يونغ؛ جين، جاي لين؛ مونغارا، بيرمينوس (مايو 2006). "مورفولوجيا وخصائص مزيج بروتين الصويا والبوليلاكتيد" . الجزيئات الحيوية الكبيرة . 7 (5): 1551-1561 . doi : 10.1021/bm050888p . ISSN 1525-7797 . PMID 16677038 .  
  38. ↑ "التاريخ، السفر، الفنون، العلوم، الناس، الأماكن" . smithsonianmag.com .
  39. ^ كونكل ، أندرياس. بيكر، يوهانس. بورغر، لارس. هامبريخت، ينس؛ كولتزينبرج، سيباستيان. لوس، روبرت؛ شيك، مايكل بيرنهارد. شليغل، كاتارينا؛ سينكل، كارستن؛ سكوبين، غابرييل. ياماموتو، موتونوري (2016). “البوليمرات القابلة للتحلل”. موسوعة أولمان للكيمياء الصناعية . فاينهايم: وايلي-VCH. الصفحات من 1 إلى 29. دوى : 10.1002/14356007.n21_n01.pub2 . رقم ISBN  978-3-527-30673-2.
  40. ↑ "Mirel: درجات PHAs للألواح الصلبة والتشكيل الحراري" . مؤرشف من الأصل بتاريخ 31-03-2012 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 31-08-2011 .
  41. ↑ "تستخدم شركة ميكروميداس مجموعات بكتيرية مُصممة بعناية لتحويل النفايات العضوية إلى بلاستيك قابل للتحلل الحيوي" . مؤرشف من الأصل في 23 أكتوبر 2011.
  42. ↑ "الرئيسية" . dsm.com .
  43. ↑ نورا، بسام؛ لور كاندي؛ جان فرانسوا بلانكو؛ سيلين غيران؛ يان راؤول؛ زفيرين مولونغي (2013). "من البولي يوريثانات البتروكيميائية إلى البولي هيدروكسي يوريثانات الحيوية" (ملف PDF) . الجزيئات الكبيرة . 46 (10): 3771-3792 . Bibcode : 2013MaMol..46.3771N . doi : 10.1021/ma400197c . مؤرشف من الأصل (ملف PDF) بتاريخ 18 سبتمبر 2020. تم الاطلاع عليه بتاريخ 8 ديسمبر 2019 .
  44. ↑ فورتمان، ديفيد جيه؛ جاكوب ب. بروتمن؛ كريستوفر جيه. كرامر ؛ مارك أ. هيلمير؛ ويليام ر. ديشتل (2015). "بوليمرات بولي هيدروكسي يوريثان زجاجية مُنشَّطة ميكانيكيًا وخالية من المحفزات" . مجلة الجمعية الكيميائية الأمريكية . 137 (44): 14019-14022 . Bibcode : 2015JAChS.13714019F . doi : 10.1021/jacs.5b08084 . PMID 26495769 . 
  45. ↑ ماير، مايكل أ.ر.؛ ميتزجر، يورغن أ.؛ شوبرت، أولريش س. (2007-10-02). "مصادر الزيوت النباتية المتجددة كبدائل صديقة للبيئة في علم البوليمرات". مجلة الجمعية الكيميائية . 36 (11): 1788-1802 . doi : 10.1039/b703294c . ISSN 1460-4744 . PMID 18213986 .  
  46. ↑ فلوروس، مايكل؛ هوجابري، ليلى؛ إبراهيم، إلدو؛ خوسيه، جيسمي؛ توماس، سابو؛ بوثان، لالي؛ لياو، ألسيدس لوبيز؛ نارين، سوريش (2012). "تحسين الثبات الحراري، والقوة، وقابلية التمدد للبولي يوريثانات القائمة على الدهون باستخدام ألياف نانوية قائمة على السليلوز". تحلل البوليمر وثباته . 97 (10): 1970-1978 . doi : 10.1016/j.polymdegradstab.2012.02.016 .
  47. ↑ بيلاي، براسانث كيه إس؛ فلوروس، مايكل سي؛ نارين، سوريش إس. (2017-07-03). "المطاطات المصنعة من بوليولات زيت النخيل المتجدد المُحَوَّل". مجلة ACS للكيمياء والهندسة المستدامة . 5 (7): 5793-5799 . doi : 10.1021/acssuschemeng.7b00517 .
  48. ↑ كان، إي.؛ كوسيف أوغلو، إس.؛ وول، آر. بي. (5 يوليو 2001). "راتنجات قولبة سائلة صلبة ومتصلبة حراريًا من موارد متجددة. الجزء الأول: تخليق وبلمرة ماليات أحادي غليسيريد زيت الصويا". مجلة علوم البوليمرات التطبيقية . 81 (1): 69-77 . doi : 10.1002/app.1414 . ISSN 1097-4628 . 
  49. ↑ ستيميلين، م.؛ بيسيل، ف.؛ لابينت، ف.؛ كايول، س.؛ حباس، ج.-ب.؛ روبن، ج.-ج. (2011-06-01). "راتنج إيبوكسي حيوي بالكامل من الزيوت النباتية: من تخليق المواد الأولية بتفاعل الثيول-إين إلى دراسة المادة النهائية" (ملف PDF) . مجلة علوم البوليمرات، الجزء أ: كيمياء البوليمرات . 49 (11): 2434-2444 . Bibcode : 2011JPoSA..49.2434S . doi : 10.1002/pola.24674 . ISSN 1099-0518 . S2CID 78089334 .  
  50. ↑ ماير، مايكل أ. ر. (21 يوليو/تموز 2009). "التفاعل المتبادل مع المواد الكيميائية الزيتية: مناهج جديدة لاستخدام الزيوت النباتية كموارد متجددة في علم البوليمرات" . كيمياء وفيزياء الجزيئات الكبيرة . 210 ( 13-14 ): 1073-1079 . doi : 10.1002/macp.200900168 . ISSN 1521-3935 . 
  51. ↑ ماتا، تيريزا م.؛ مارتينز، أنطونيو أ.؛ كايتانو، نيديا س. (2010). "الطحالب الدقيقة لإنتاج وقود الديزل الحيوي وتطبيقات أخرى: مراجعة". مجلة مراجعات الطاقة المتجددة والمستدامة . 14 (1): 217-232 . Bibcode : 2010RSERv..14..217M . doi : 10.1016/j.rser.2009.07.020 . hdl : 10400.22/10059 . S2CID 15481966 . 
  52. ^ لامانا، ليوناردو. كوريليانو، غابرييلي؛ نارايانان، أثيرا؛ فيلاني، ستيفانيا؛ فريولي، ماركو؛ تشيتيرا، فرانشيسكو P.؛ ستانكا، بينيديتا دي كيارا؛ جيانوتي، لورا؛ سيكوليلا، لويزا؛ كوليلا، ريكاردو؛ كاتارينوتشي، لوكا؛ أثناسيو، أثناسيا؛ كاتالدي، بيترو؛ ديمتري، كريستيان؛ كايروني ، ماريو (2024/10/15). "ما وراء البلاستيك: Oleogel كمادة بلاستيكية حرارية قابلة للتحلل الحيوي" . مجلة الهندسة الكيميائية . 498 154988. بيب كود : 2024ChEnJ.49854988L . دوى : 10.1016/j.cej.2024.154988 . اتش دي ال : 10281/512761 . ISSN 1385-8947 . 
  53. 1 2 3 4 5 6 جيروني، ف.؛ بييمونتي، ف. (2011). "البلاستيك الحيوي والبلاستيك المشتق من البترول: نقاط القوة والضعف". مصادر الطاقة، الجزء أ: الاستخلاص والاستخدام والآثار البيئية . 33 (21): 1949-1959 . doi : 10.1080/15567030903436830 .
  54. ↑ أتيوش، غادة؛ ميخائيل، أبانوب؛ باريش، كريستوفر سي.؛ بانوب، جوزيف؛ لي، تويت-آن تي. (2021). " الأثر البيئي لاستخدام البلاستيك الحيوي: مراجعة" . هيليون . 7 (9) e07918. Bibcode : 2021Heliy...707918A . doi : 10.1016/j.heliyon.2021.e07918 . PMC 8424513. PMID 34522811 .  
  55. ↑ ييتس، مادلين ر.؛ بارلو، كلير ي. (2013). "تقييمات دورة حياة البوليمرات الحيوية التجارية القابلة للتحلل الحيوي - مراجعة نقدية". الموارد، الحفظ وإعادة التدوير . 78 : 54-66 . Bibcode : 2013RCR....78...54Y . doi : 10.1016/j.resconrec.2013.06.010 .
  56. ↑ "هل البلاستيك القابل للتحلل الحيوي أفضل للبيئة؟" . أكسيون. 6 فبراير 2018. تاريخ الاسترجاع: 14 ديسمبر 2018 .
  57. ↑ مايلز، ليندسي (22 مارس 2018). "البلاستيك القابل للتحلل الحيوي: هل هو صديق للبيئة حقاً؟" . تم الاطلاع عليه بتاريخ 14 ديسمبر 2018 .
  58. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 فايس، مارتن؛ هاوف، جوليان؛ كاروس، مايكل؛ برانداو، ميغيل؛ برينغيزو، ستيفان؛ هيرمان، باربرا؛ باتيل، مارتن ك. (2012). " مراجعة للتأثيرات البيئية للمواد الحيوية" . مجلة علم البيئة الصناعية . 16. doi : 10.1111/j.1530-9290.2012.00468.x .
  59. ↑ بروكهاوس، سيباستيان؛ بيترسن، موريتز؛ كيرستن، وولفغانغ (2016). "مفترق طرق للبلاستيك الحيوي: استكشاف تحديات مطوري المنتجات لتجاوز البلاستيك المشتق من البترول". مجلة الإنتاج الأنظف . 127 : 84-95 . Bibcode : 2016JCPro.127...84B . doi : 10.1016/j.jclepro.2016.04.003 .
  60. ↑ سينها، إي.، وآخرون. "سيزداد التخثث خلال القرن الحادي والعشرين نتيجة لتغيرات هطول الأمطار." مجلة ساينس، المجلد 357، العدد يوليو، 2017، الصفحات 405-408.
  61. ↑ روزاس، فرانسيسكو؛ بابكوك، بروس أ.؛ هايز، ديرموت ج. (2015). "خفض انبعاثات أكسيد النيتروز من خلال تقليل استخدام الأسمدة النيتروجينية المفرطة". التغير المناخي . 132 (2): 353-367 . Bibcode : 2015ClCh..132..353R . doi : 10.1007/s10584-015-1426-y . hdl : 10.1007/s10584-015-1426-y .
  62. ↑ بييمونتي، فينتشنزو؛ جيروني، فاوستو (2011). "انبعاثات تغيير استخدام الأراضي: ما مدى مراعاة البلاستيك الحيوي للبيئة؟". التقدم البيئي والطاقة المستدامة . 30 (4): 685-691 . Bibcode : 2011EPSE...30..685P . doi : 10.1002/ep.10518 .
  63. ↑ تشو، رينيه. "الحقيقة حول البلاستيك الحيوي" . phys.org . تم الاطلاع عليه بتاريخ 31 أكتوبر 2021 .
  64. ↑ مواد التغذية البلاستيكية الحيوية من الجيل الأول والثاني والثالث
  65. ↑ ديلي-إينوتشينتي، فرانشيسكو (2014). "التحلل البيولوجي للبلاستيك واختبار السمية البيئية: متى ينبغي إجراؤه؟" . مجلة فرونتيرز في علم الأحياء الدقيقة . 5 : 475. doi : 10.3389/fmicb.2014.00475 . PMC 4155774. PMID 25250023 .  
  66. ↑ غوميز، إيدي ف.؛ ميشيل، فريدريك س. (2013). "قابلية التحلل البيولوجي للبلاستيك التقليدي والبلاستيك الحيوي ومركبات الألياف الطبيعية أثناء التسميد والهضم اللاهوائي والحضانة طويلة الأمد في التربة". تحلل البوليمر واستقراره . 98 (12): 2583-2591 . doi : 10.1016/j.polymdegradstab.2013.09.018 .
  67. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 إماديان، س. مهدي؛ أوناي، تورغوت ت.؛ ديميريل، بوراك (2017). "التحلل البيولوجي للبلاستيك الحيوي في البيئات الطبيعية". إدارة النفايات . 59 : 526-536 . Bibcode : 2017WaMan..59..526E . doi : 10.1016/j.wasman.2016.10.006 . PMID 27742230 . 
  68. ↑ "مجلس الوزراء يمنح كمية كبيرة من الأكياس البلاستيكية غير القابلة للتحلل الحيوي - وزارة البيئة ومساحة الأراضي والبحر" . minambiente.it .
  69. ↑ سوزكيو، جان (ديسمبر 2005). "البلاستيك الحيوي الكهروفعال يستعرض قوته الصناعية" . الأخبار والفعاليات . دائرة البحوث الزراعية بوزارة الزراعة الأمريكية . تاريخ الاسترجاع: 28 نوفمبر 2011 .
  70. ↑ تشين، جي؛ باتيل، إم. (2012). "البلاستيك المشتق من مصادر بيولوجية: الحاضر والمستقبل: مراجعة فنية وبيئية". مجلة المراجعات الكيميائية . 112 (4): 2082-2099 . doi : 10.1021/cr200162d . PMID 22188473 . 
  71. ↑ خوالدية، خولة؛ إلميرا عرب طهراني؛ ستيفان ديزوبري (2010). "طلاءات البوليمرات الحيوية على مواد تغليف الورق". مراجعات شاملة في علوم الأغذية وسلامة الأغذية . 9 (1): 82-91 . doi : 10.1111/j.1541-4337.2009.00095.x . PMID 33467805 . 
  72. ↑ "بدائل حيوية، بدائل ذكية، ومواد كيميائية مخصصة" (ملف PDF) . مؤرشف من الأصل (ملف PDF) بتاريخ 2020-11-02 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 2020-10-30 .
  73. ↑ Duurzame البلاستيك الحيوي على أساس من Hernieuwbare grondstoffen
  74. ↑ "ما هي المواد البلاستيكية الحيوية؟" . مؤرشف من الأصل بتاريخ 2022-06-05 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 2020-10-30 .
  75. انخفاض في استخدام البلاستيك الحيوي ↑
  76. ↑ "بدائل حيوية، بدائل ذكية، ومواد كيميائية مخصصة" (ملف PDF) . مؤرشف من الأصل (ملف PDF) بتاريخ 2020-11-02 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 2020-10-30 .
  77. ↑ نارانشيتش، تانيا؛ سيروني، فيديريكو؛ بيغان، نيال؛ أوكونور، كيفن إي. (2020). "التطورات الحديثة في البلاستيك الحيوي: التطبيق والتحلل البيولوجي" . بوليمرات . 12 ( 4): 920. doi : 10.3390/polym12040920 . PMC 7240402. PMID 32326661 .  
  78. ^ رضا، فرانشيسكو؛ إينوسنتي، فرانشيسكو ديجلي (2012). “البلاستيك الحيوي من الموارد المتجددة: فوائد التحلل الحيوي”. مجلة آسيا والمحيط الهادئ للهندسة الكيميائية . 7 (S3): S301 – S309. دوى : 10.1002/apj.1648 .
  79. ↑ "البلاستيك الحيوي القابل للتحلل - تأمين ضد النفايات أم اختصار محفوف بالمخاطر؟ "
  80. ↑ "الفوائد البيئية للقوالب البلاستيكية" . 2 سبتمبر 2021.
  81. ↑ "البلاستيك الحيوي والبلاستيك التقليدي: تحليل مقارن" . 26 يونيو 2023.
  82. ↑ "هل يمكن للمواد البلاستيكية الحيوية أن تحل محل المواد التقليدية في البناء؟" - . 2 سبتمبر 2024. مؤرشف من الأصل في 8 يوليو 2024. تم الاطلاع عليه في 8 يوليو 2024 .
  83. ^ صديق، ايزاثول شافينا. درامان، شريفة فوزية سيد؛ عبد الله، ستي رزيمه الشيخ؛ أنور، نورنيزار (2019-10-01). "التطور الحالي في مجال البلاستيك الحيوي وآفاقه المستقبلية: مراجعة تمهيدية" (PDF) . مجلة INWASCON Technology : 03– 08. doi : 10.26480/itechmag.01.2019.03.08 .
  84. ↑ إيكاوارداني، واي إيه؛ باساريبو، سي واي؛ روهما، إيه إن؛ سالسابيلا، أو. (2021). "تقنية البلاستيك الحيوي كابتكار في مجال التغليف" . سلسلة مؤتمرات IOP: علوم وهندسة المواد . 1158 (1) 012008. Bibcode : 2021MS & E.1158a2008E . doi : 10.1088/1757-899X/1158/1/012008 .
  85. ↑ باريت، أكسل (5 سبتمبر 2018). "تاريخ وأهم ابتكارات البلاستيك الحيوي" . أخبار البلاستيك الحيوي .
  86. ↑ "جاهزون للنمو: سوق البوليمرات القابلة للتحلل الحيوي". هندسة البلاستيك . 72 (3): 1-4 . مارس 2016. doi : 10.1002/j.1941-9635.2016.tb01489.x . ISSN 0091-9578 . 
  87. ↑ داربي، ديبرا (أغسطس 2012). "تقرير صناعة البلاستيك الحيوي" . BioCycle . 53 (8): 40– 44.
  88. ↑ روجنيتش-سوكيل، مايا؛ بيليبوفيتش، آنا (سبتمبر 2017). "تحديات وفرص البلاستيك القابل للتحلل الحيوي: مراجعة موجزة". إدارة النفايات والبحوث . 35 (2): 132-140 . Bibcode : 2017WMR....35..132R . doi : 10.1177/0734242x16683272 . PMID 28064843. S2CID 23782848 .  
  89. ↑ دولفين، جوليا. "البلاستيك الحيوي - الفرص والتحديات". مجلس التسميد الأمريكي. ندوة البلاستيك القابل للتسميد لعام 2012، يناير 2012، أوستن، تكساس، https://compostingcouncil.org/admin/wp-content/uploads/2012/01/Dolfen.pdf مؤرشف بتاريخ 26 سبتمبر 2018 في أرشيف الإنترنت (Wayback Machine).
  90. ↑ بحث، فانتاج ماركت. "تحليل حجم سوق البلاستيك الحيوي وحصته حتى عام 2035" . www.vantagemarketresearch.com . تاريخ الاطلاع: 29 ديسمبر 2025 .
  91. ↑ وايت، جيه إل (ديسمبر 1998). "الرابع في سلسلة: رواد معالجة البوليمرات: ألكسندر باركس". معالجة البوليمرات الدولية . 13 (4): 326. doi : 10.3139/217.980326 . ISSN 0930-777X . S2CID 137545344 .  
  92. 1 2 3 4 راشكا، أخيم؛ كاروس، مايكل؛ بيوتروفسكي، ستيفان (2013-10-04)، "المواد الخام المتجددة ومواد التغذية للبلاستيك الحيوي"، البلاستيك الحيوي ، جون وايلي وأولاده المحدودة، ص 331-345 ، doi : 10.1002/9781118676646.ch13 ، ISBN  978-1-118-67664-6
  93. ↑ "سيارة فول الصويا - متحف هنري فورد" . www.thehenryford.org . تاريخ الاسترجاع: 9 ديسمبر 2020 .
  94. 1 2 "تاريخ موجز للبلاستيك" . مجلة بروكلين ريل . مايو 2005. تم الاطلاع عليه بتاريخ 27-09-2018 .
  95. ^ د-2016-154 . 2016. دوى : 10.18411/د-2016-154 . رقم ISBN 978-5-91243-072-5.
  96. ↑ "الألياف الجديدة قد تُنتج أجزاءً أقوى". البلاستيك المقوى . 39 (5): 17 مايو 1995. doi : 10.1016/0034-3617(95)91746-2 . ISSN 0034-3617 . 
  97. ↑ "نوفامونت" . أخبار البلاستيك الحيوي . 30-12-2013 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 27-09-2018 .
  98. ↑ لوركس، يورغن (يناير 1998). "خصائص وتطبيقات المواد البلاستيكية القابلة للتحلل الحيوي المصنوعة من النشا". تحلل البوليمر واستقراره . 59 ( 1-3 ): 245-249 . doi : 10.1016/s0141-3910(97)00168-7 . ISSN 0141-3910 . 
  99. ↑ بوارييه، إيف؛ دينيس، دوغلاس؛ كلومبارينز، كارين؛ ناوراث، كريستيان؛ سومرفيل، كريس (ديسمبر 1992). "وجهات نظر حول إنتاج متعدد هيدروكسي ألكانوات في النباتات" . رسائل علم الأحياء الدقيقة FEMS . 103 ( 2-4 ): 237-246 . doi : 10.1111/j.1574-6968.1992.tb05843.x . ISSN 0378-1097 . 
  100. ↑ "مونسانتو تجد مشترًا لأصولها النفطية والغازية". أخبار الهندسة الكيميائية . 63 (48): 5. 2 ديسمبر 1985. doi : 10.1021/cen-v063n048.p005a . ISSN 0009-2347 . 
  101. ↑ "تاريخ وأهم ابتكارات البلاستيك الحيوي" . أخبار البلاستيك الحيوي . 5 يوليو 2018. تاريخ الاطلاع: 27 سبتمبر 2018 .
  102. ↑ بينيسي، إليزابيث (16 مايو 1992). "أعمال الطبيعة". أخبار العلوم . 141 (20): 328-331 . doi : 10.2307/3976489 . ISSN 0036-8423 . JSTOR 3976489 .  
  103. ↑ ديغريغوريو، باري إي. (يناير 2009). "بلاستيك حيوي عالي الأداء ذو ​​أساس حيوي: ميريل". الكيمياء والبيولوجيا . 16 (1): 1-2 . doi : 10.1016/j.chembiol.2009.01.001 . ISSN 1074-5521 . PMID 19171300 .  
  104. ↑ راجام، مانشيكاتلا ف.؛ يوجيندران، سنيها (2018)، "هندسة مقاومة الحشرات في الطماطم باستخدام الأساليب المعدلة وراثيًا"، الإدارة المستدامة لآفات مفصليات الأرجل في الطماطم ، إلسيفير، ص 237-252 ، doi : 10.1016/b978-0-12-802441-6.00010-3 ، ISBN  978-0-12-802441-6
  105. ↑ «تقنية الأنابيب النانوية تحصل على براءة اختراع أمريكية». البلاستيك المقوى . 48 (10): 17. نوفمبر 2004. doi : 10.1016/s0034-3617(04)00461-8 . ISSN 0034-3617 . 
  106. ↑ كامبل، فيل جي.؛ بورغيس، جيمس إي.؛ وايس، لي إي.؛ سميث، جيسون (18 يونيو 2015). "طرق وأجهزة لتصنيع البلاستيك القائم على البلازما والبلاستيك الحيوي المنتج منه" .
  107. ↑ باير، إيلكر س.؛ غوزمان-بويول، سوزانا؛ هيريديا-غيريرو، خوسيه أليخاندرو؛ سيسيراتشيو، لوكا؛ بينياتيلي، فرانشيسكا؛ روفيلي، روبرتا؛ سينغولاني، روبرتو؛ أثاناسيو، أثاناسيا (15 يوليو 2014). "التحويل المباشر لمخلفات الخضراوات الصالحة للأكل إلى بلاستيك حيوي" . الجزيئات الكبيرة . 47 (15): 5135-5143 . رمز Bibcode : 2014MaMol..47.5135B . doi : 10.1021/ma5008557 . ISSN 0024-9297 . مؤرشف من الأصل في 15 أغسطس 2022. 
  108. ↑ شريف حسين، ABM؛ إبراهيم، ناصر أ.؛ العيسى، محمد سعد (سبتمبر 2016). "بيانات المواد الحيوية البلاستيكية النانوية المشتقة من السليلوز لمصدات المركبات الحيوية المصنوعة من مخلفات قشور الموز" . بيانات موجزة . 8 : 286-294 . Bibcode : 2016DIB.....8..286S . doi : 10.1016/j.dib.2016.05.029 . ISSN 2352-3409 . PMC 4906129. PMID 27331103 .   
  109. ^ برودين ، مالين. فاليخوس، ماريا؛ أوبيدال، ميهايلا تاناس؛ منطقة ماريا كريستينا؛ تشينجا كاراسكو، غاري (سبتمبر 2017). “Lignocellulosics كموارد مستدامة لإنتاج البلاستيك الحيوي – مراجعة”. مجلة الإنتاج الأنظف . 162 : 646–664 . بيب كود : 2017JCPro.162..646B . دوى : 10.1016/j.jclepro.2017.05.209 . اتش دي ال : 20.500.12219/4447 . ISSN 0959-6526 . 
  110. ↑ "26. الوقود الحيوي والبلاستيك الحيوي". الكيمياء الصناعية . 2015. ص 141-148 . doi : 10.1515/9783110351705.141 . ISBN  978-3-11-035169-9.
  111. ↑ تران تي إتش، نغوين إتش إل، هوانغ دي إس، لي جيه واي، تشا إتش جي، كو جيه إم، هوانغ إس واي، بارك جيه، أوه دي إكس (2019). "خمس مواد نانوية مختلفة من الكيتين من مصدر واحد بوظائف وأداءات مميزة مختلفة". بوليمرات الكربوهيدرات . 205. إلسيفير ساينس بي في، أمستردام: 392-400 . doi : 10.1016/j.carbpol.2018.10.089 . ISSN 0144-8617 . PMID 30446120. S2CID 53569630 .   
  112. ↑ "Compostable.info" .
  113. ↑ "ASTM D6002 - 96(2002)e1 الدليل القياسي لتقييم قابلية تحلل البلاستيك القابل للتحلل البيئي (تم سحبه عام 2011)" . astm.org . مؤرشف من الأصل بتاريخ 21-12-2019 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 05-09-2012 .
  114. ↑ "ASTM D6866 - 11 طرق اختبار قياسية لتحديد المحتوى الحيوي للعينات الصلبة والسائلة والغازية باستخدام تحليل الكربون المشع" . Astm.org . تم الاطلاع عليه بتاريخ 14 أغسطس 2011 .
  115. ↑ "نشرة NNFCC الإخبارية - العدد 16. فهم المحتوى الحيوي - NNFCC" . Nnfcc.co.uk. 24 فبراير 2010. مؤرشف من الأصل في 20 يوليو 2011. تم الاطلاع عليه في 14 أغسطس 2011 .  
  116. ^ "براسكيم" . براسكيم . تم الاسترجاع 2011/08/14 .

للمزيد من القراءة