«یووی گو» (Yuwei Gu)، شیمیدان دانشگاه راتگرز آمریکا، درحال پیاده‌روی در پارک بود که الهامی به او دست داد تا شاید یکی از معضلات مهم زیست‌محیطی را حل کند. او وقتی بطری‌های پلاستیکی رهاشده در دل طبیعت را دید، سؤالی در ذهنش شکل گرفت: چرا طبیعت پلیمرهایی مثل DNA و پروتئین می‌سازد که به راحتی تجزیه می‌شوند، اما پلاستیک‌های ساخت دست بشر قرن‌ها باقی می‌مانند؟ پاسخ این سؤال به ساخت نوع جدیدی از پلاستیک منجر شد که استحکام بالایی دارد، اما می‌تواند در عرض چند روز یا چند سال به‌طور کامل تجزیه می‌شود.

براساس گزارش Interesting Engineering، محققان متوجه شدند که پلیمرهای طبیعی (مثل DNA) دارای ساختارهای کوچکی هستند که مانند قیچی پیوندها را در زمان مناسب می‌شکنند؛ پلاستیک‌های مصنوعی فاقد این ویژگی بودند. محققان با کپی‌برداری از این ترفند طبیعت پلاستیک‌هایی ساختند که در حین استفاده بسیار محکم هستند، اما به محض قرارگرفتن در معرض محرک‌های خاص (بدون نیاز به حرارت بالا یا مواد شیمیایی خشن) پیوندهایشان شکسته می‌شود.

پلاستیک جدید با قابلیت زمان‌بندی تجزیه

برای درک بهتر، تصور کنید می‌خواهید یک کاغذ را پاره کنید. اگر کاغذ صاف باشد، پاره‌کردن آن سخت و نامنظم است. اما اگر کاغذ را از قبل تا بزنید (خط تا بیندازید) با کمترین فشار دقیقاً از همان محل پاره می‌شود. این پلاستیک‌های جدید دقیقاً همین‌طور هستند. دانشمندان اجزای شیمیایی را در ساختار پلاستیک طوری چیده‌اند که (مانند خط تای کاغذ) آماده شکستن باشند.

این فناوری فراتر از تجزیه‌پذیری ساده است و امکان کنترل زمان تجزیه را به ما می‌دهد. با تغییر در چیدمان مولکولی دانشمندان می‌توانند پلاستیکی بسازند که (مثلاً برای ظروف غذای بیرون‌بر) ظرف چند روز ناپدید شود یا (برای قطعات خودرو) سال‌ها دوام بیاورد. فرایند تجزیه می‌تواند با عواملی مثل نور فرابنفش یا یون‌های فلزی فعال یا غیرفعال شود.

آزمایش‌های اولیه نشان می‌دهد مایعی که پس از تجزیه این پلاستیک باقی می‌ماند، سمی نیست. این ویژگی راه را برای ساخت کپسول‌های دارویی هوشمند و پوشش‌های موقتی باز می‌کند.

یافته‌های این پژوهش در ژورنال Nature Chemistry منتشر شده است.