الأكياس الورقية في المستقبل.. مقاومة للبلل ومنتجة للوقود أيضا

تتمثل المشكلة الأساسية في استخدام الأكياس الورقية بديلا للأكياس البلاستيكية الملوثة للبيئة في أن دورة حياتها قصيرة وغير مقاومة للرطوبة، لكن يبدو أن هذه العوائق قد تم تجاوزها مؤخرا حسب دراسة علمية جديدة، فقد طور باحثون طريقة مبتكرة لتصنيع أكياس ورقية مقاومة للبلل ومتينة بما يكفي لإعادة استخدامها مرات عدة.

وحسب نتائج الدراسة التي نشرت مؤخرا في دورية "ريسورسز، كونسرفيشن آند ريسايكلنغ" (Resources, Conservation and Recycling) العلمية، فإن هذه الأكياس المبتكرة يمكن أيضا إعادة تدويرها لإنتاج الوقود الحيوي.

الورق بديل للبلاستيك لكن دورة حياته قصيرة

لطالما اعتبرت الأكياس الورقية بديلا مناسبا للأكياس البلاستيكية بسبب خصائصها غير المضرة بالبيئة، فهي تمثل حلا مناسبا لإعادة تدوير ورق الأشجار والنباتات، للحد من استنزاف الموارد الغابية التي تلعب دورا مهما في امتصاص غاز ثاني أكسيد الكربون من الجو ومقاومة التغيرات المناخية.

كما أن الأكياس الورقية قابلة للتحلل في الطبيعة في مدة قصيرة لا تتجاوز بضعة أشهر دون أي ضرر بالبيئة، مقابل أكثر من 400 سنة لبعض أنواع البلاستيك، وهي أيضا لا تمثل أي خطر على الكائنات البرية والبحرية.

في المقابل، تكمن مشكلة الأكياس الورقية في دورة حياتها القصيرة نسبيا، وعدم تحملها عوامل الرطوبة أو البلل، إضافة إلى سرعة اهترائها وفقدانها جميع خصائصها التي تمكن من استخدامها أو إعادة تدويرها مجددا.

وكثيرا ما يؤدي استخدام عمليات كيميائية لتعزيز القوة إلى تقليل ميزات الورق الصديقة للبيئة، لذلك يسعى الباحثون إلى استكشاف تقنيات غير ضارة لزيادة متانة الأكياس الورقية وقدرتها على مقاومة الرطوبة.

ورق أكثر متانة ومنتج للوقود

في الدراسة الجديدة توصل باحثون من جامعة ولاية بنسلفانيا الأميركية إلى إيجاد حل لهذه المشاكل وصنعوا منتجا لديه خصائص مفيدة للمستهلكين والبيئة.

وتمكن الباحثون من خلال إجراء تفاعلات كيميائية غير ضارة بالبيئة في حرارة عالية وغير مكلفة من ابتكار منتج ورقي قوي بما يكفي لإعادة استخدامه مرات عدة، ومقاوم للتعرض للماء، كما يمكن استخدامه في النهاية كمصدر جيد لإنتاج الوقود الحيوي، وفق بيان نشر على موقع الجامعة.

استخدم الباحثون تقنية التجديد الحراري، حيث يتم تسخين السليلوز الموجود في الورق ببطء في مكان قليل الأكسجين، وذلك لزيادة قوة الشد عند البلل، وبعد 40 دقيقة من التجفيف الحراري لاحظوا أن قوة الشد للورق زادت بنحو 1533% عند 200 درجة مئوية مقارنة بقوة الشد التي يتمتع بها الورق في الظروف العادية، وبنحو 2233% عند 220 درجة مئوية، ثم بدأت المتانة في الانخفاض بشكل مطرد مع زيادة الحرارة.

كما درس الباحثون تأثير الحرارة على السليلوز في إنتاج الغلوكوز الذي يمكن استخدامه لاحقا ركيزة للوقود الحيوي، ولاحظوا أن قوة الورقة كانت تزداد مع زيادة التجفيف الحراري في الوقت الذي ينخفض معه إنتاج الغلوكوز.

ولمواجهة هذه العقبة عالج الباحثون الورق بمحلول هيدروكسيد الصوديوم القلوي (أو محلول الصودا الكاوية)، مما رفع كمية الغلوكوز المنتجة لكل غرام من السليلوز عند 200 درجة مئوية، من 690 إلى 933 مليغراما، مما يعني أن جل كتلة الورق يمكن تحويلها إلى وقود حيوي.

ورغم أن تطبيق نتائج هذه الدراسة لإنتاج الوقود الحيوي في الواقع ما زال بعيدا نسبيا حسب الباحثين فإنها ستمكن في المقابل من التسريع في التحول إلى أكياس تسوق ورقية أقوى وقابلة لإعادة الاستخدام، وإطالة دورة حياة الورق، والتخلص بالتالي من الكثير من هذه النفايات.