چگونه زباله های پلاستیکی را به غذای خوراکی تبدیل کنیم؟

سازمان دارپا به‌دنبال سیستمی است که بتواند از ضایعات پلاستیکی سربازان در شرایط سخت، مکمل غذایی با ارزش تغذیه‌ای بالا به‌دست آورد.

وزارت دفاع آمریکا امید دارد که بتواند در یک طرح بلندپروازانه، ضایعات پلاستیکی تولیدشده توسط سربازان خود را به سوخت یا مواد خوراکی تبدیل کند تا بتواند در کنار کاهش هزینه‌ها و آلایندگی، مزیت بزرگی هم برای شرایط سخت و دشوار پدید آورد.

آیا تبدیل پلاستیک به غذا واقعاً قابل انجام است؟

در سال ۲۰۱۹ یکی از آژانس‌های مرتبط با وزارت دفاع ایالات متحده وظیفه توسعه پروژه‌ای را برعهده گرفت که بتواند ضایعات پلاستیک سربازان را به موادی دیگر تبدیل کند. بیشتر این ضایعات شامل بسته‌بندی مواد غذایی یا بطری‌های حاوی مایعات می‌شوند و امید است که بتوان آن‌ها را به سوخت یا مواد قابل‌خوردن تبدیل نمود. همچنین دستگاه مورد استفاده برای این کار باید به اندازه‌ای باشد که در خودروهای نظامی هاموی قابل جابه‌جایی باشد و از انرژی کمی نیز استفاده کند. بدون شک در این مسیر، استفاده از باکتری‌های پلاستیک‌خوار یکی از راهکارهای اصلی است که پتانسیل بالایی در به‌سرانجام‌رساندن پروژه دارد.

سه گروه تحقیقاتی مختلف روی پروژه اشاره‌شده فعالیت دارند؛ اما هیچ‌کدام از آن‌ها نمی‌دانند که آیا در نهایت با موفقیت قادر به دستیابی به این هدف خواهند بود یا خیر. همچنین سازمان پروژه‌های پژوهشی پیشرفته دفاعی (DARPA) هم روی این پروژه نظارت دارد. این آژانس بیشتر بودجه خود را صرف پشتیبانی از تحقیقات جاه‌طلبانه می‌کند که در صورت حاصل‌شدن نتیجه، می‌توانند تغییرات اساسی و مهم را برای ارتش آمریکا پدید آورند.

طبق اعلام سازمان ملل، سالانه حدود ۴۴۰ میلیون تن ضایعات پلاستیک در سراسر جهان تولید می‌شود که مقدار بسیار زیادی از آن در اقیانوس‌ها یا خشکی به میکروپلاستیک‌ها تبدیل می‌شوند. چنین ضایعاتی نه‌تنها می‌تواند تهدید جدی برای حیات‌وحش باشد؛ بلکه نفوذ میکروپلاستیک‌ها به اغلب بافت‌های بدن انسان هم می‌تواند سلامت افراد را به‌خطر بیاندازد. اغلب کشورها ازجمله ایالات متحده، برنامه‌های تشویقی برای بازیافت زباله‌های پلاستیکی و کاهش تولید ضایعات درنظر گرفته‌اند تا بلکه کمی با بحران فعلی مقابله کنند.

حدود چهار سال پیش پژوهشگران توانستند چندین گونه باکتری پلاستیک‌خوار پیدا کنند که از زباله‌های پلاستیکی به‌عنوان منبع تغذیه بهره می‌برند. البته دارپا ایده‌ای بسیار عجیب‌تر دارد و می‌خواهد با استفاده از این باکتری‌ها، پلاستیک را به غذای قابل مصرف برای سربازان تبدیل کند. یکی از مدیران ارشد این پروژه اشاره دارد که هدف از انجام آن، خوردن پلاستیک توسط انسان نیست؛ بلکه می‌خواهند با استفاده از میکروب‌ها اقدام به تبدیل پلاستیک به مواد قابل هضم برای انسان کنند. او اعتقاد دارد نتیجه پروژه تا یک الی دو سال آینده مشخص می‌شود؛ اما توسعه استفاده از آن احتمالاً به زمان بسیار بیشتری نیاز خواهد داشت.

تیم تحقیقاتی مذکور درحال انجام آزمایش‌های مرتبط با تشخیص سمی‌بودن استفاده از مواد پلاستیکی تبدیل‌شده به‌عنوان غذا هستند و به تأییدیه سازمان غذا و داروی آمریکا (FDA) برای ادامه کار خود نیاز دارند. دارپا اعتقاد دارد در صورت ساخت چنین سیستمی، نیاز به حمل مواد غذایی در شرایط دشوار برای سربازان کاهش پیدا می‌کند و می‌توان امنیت نیروها را با استفاده از روش گفته‌شده افزایش داد.

تبدیل ضایعات پلاستیکی به غذا چگونه صورت می‌گیرد؟

فرایند تبدیل پلاستیک به غذا با تکه‌تکه‌کردن ذرات پلاستیک به قطعات کوچک آغاز می‌شود که در ادامه به یک راکتور حاوی آمونیوم هیدروکسید منتقل می‌گردند و تحت حرارت بالا قرار می‌گیرند. برخی از ضایعات پلاستیک مثل ظروف PET که بطری‌های آب پلاستیکی را شامل می‌شود، در این مرحله تجزیه می‌شوند؛ اما پلاستیک‌های سخت‌تر مثل پلی‌اتیلن نیاز به پردازش بیشتر در راکتور با دمای بالاتر در عدم حضور اکسیژن دارند.

طی فرایند انجام‌شده در راکتور، پلی‌اتیلن و پلی‌پروپیلن به ترکیباتی تبدیل می‌شوند که می‌توان از آن‌ها به‌عنوان سخت یا روان‌کننده استفاده کرد. حتی یکی از مهندسان شیمی دخیل در پروژه اقدام به تأسیس یک استارتاپ کرده است که قصد تجاری‌سازی محصولات تولیدشده را دارد. پس از تجزیه پلاستیک، مایع حاصل به راکتور دیگری که حاوی کلنی‌های میکروبی است، منتقل می‌شود. ظاهراً شباهت ترکیبات حاصل از تجزیه پلاستیک با برخی مواد موجود در گیاهان باعث شده است تا باکتری‌ها توان استفاده از آن‌ها به‌عنوان منبع غذایی را داشته باشند.

بعد از مصرف کامل پلاستیک‌ها توسط میکروب‌ها، تحت فرایندی دیگر شاهد خشک‌کردن باکتری‌ها و تبدیل آن‌ها به پودر قابل مصرف برای انسان هستیم. این پودر مانند یک مکمل تغذیه‌ای عمل می‌کند و ترکیبات آلی از گروه‌های مختلف مثل چربی‌ها، کربوهیدرات‌ها و پروتئین‌ها را در برمی‌گیرد.

شایان‌ذکر است که دارپا اولین مجموعه‌ای نیست که به فکر تبدیل ضایعات پلاستیک توسط میکروب‌ها افتاده است و کشورهای دیگری مثل فنلاند و کره جنوبی هم در این زمینه پیشرفت‌هایی داشته‌اند. تحقیقات پژوهشگران کانادایی هم نشان داده است استفاده از موادغذایی حاصل از پلاستیک، مشکل خاصی برای مدل‌های آزمایشگاهی ایجاد نکرده؛ اما هنوز درباره عدم تأثیر زیان‌بار آن روی انسان اطمینانی وجود ندارد.