الاستخدام المبتكر لمخلفات الألبان: البلاستيك القابل للتحلل الحيوي للطباعة ثلاثية الأبعاد

طور الباحثون في جامعة ويسكونسن بلاتفيل طريقة جديدة لتحويل مخلفات الألبان إلى بلاستيك قابل للتحلل الحيوي يصلح للاستخدام في الطباعة ثلاثية الأبعاد. بقيادة الدكتور جون أوبيلودان والدكتور جوزيف وو، قضى الفريق خمس سنوات في تحسين عملية تحويل بروتينات الحليب من الألبان الفاسدة أو الفائضة إلى مادة مستدامة للطباعة ثلاثية الأبعاد.

المشروع، الذي تم تسجيل براءة اختراعه تحت عنوان "تطوير مواد مركبة حيوية للطباعة ثلاثية الأبعاد باستخدام بروتينات الحليب"، يركز على استخدام الكازين ومصل اللبن، وهما البروتينات الأساسية في الحليب، كأساس لخيوط البوليمر. يهدف هذا الابتكار إلى تقديم بديل صديق للبيئة للبلاستيك المشتق من البترول، الذي يعد مساهمًا كبيرًا في تلوث البيئة.

أثناء جائحة كوفيد-19، ألهم الحليب الزائد الذي كان سيذهب هباءً هذا الاختراق. من خلال إعادة استخدام مخلفات الألبان، يتماشى المشروع مع مبادئ الاقتصاد الدائري، مما يقلل من المخلفات ويعزز استخدام الألبان بما يتجاوز الاستهلاك. هذا النهج لا يوفر فقط مصادر دخل جديدة محتملة لمزارعي الألبان، خاصة في مناطق الإنتاج العالية مثل ويسكونسن، ولكنه يدعم أيضاً الاقتصادات الريفية.

حدد الباحثون التركيبة المثلى للبروتينات من حيث القوة والقدرة على الطباعة، من خلال دمج بروتينات الحليب مع مكونات الخيوط الموجودة لإنشاء بوليمر وظيفي قابل للتحلل الحيوي. تتضمن التركيبات الحالية مزائج، ولكن الأبحاث المستمرة تسعى إلى تمكين الطباعة المباشرة من بروتين الحليب غير الممزوج للحصول على مواد أولية أكثر استدامة.

في المستقبل، يخطط الفريق للتعاون مع شركاء الصناعة لتسويق التكنولوجيا واستكشاف التطبيقات خارج نطاق الطباعة ثلاثية الأبعاد، مما قد يؤثر على مختلف القطاعات، من التصنيع إلى الأجهزة الطبية.