همه چیز در مورد بایوفایبرز

بایوفایبر یا الیاف زیستی الیافی است که دارای منشا بیولوژیکی باشد و می تواند هم به صورت طبیعی و هم طی یک فرایند احیا تولید شود.

ترجمه: آزاده موحد

به گزارش سرویس اطلاع‌‌رسانی نساجی امروز،  می توان این الیاف را به عنوان مجموعه ای از سلول ها که قطر آن ها در مقایسه با طولشان ناچیز است نیز تعریف کرد که با تعریف پلیمرهای بشرساخت هم سازگاری دارد.

 

پلیمر ملکول بزرگی است که از تکثیر واحدهای شیمیایی کوچک و ساده ساخته می شود. تفاوت آشکار بین یک لیف زیستی و غیرزیستی منبع آن است. این تفاوت تا حدی در حال محو شدن است چون در حال حاضر امکان تولید الیافی با ساختار شیمایی مشابه الیاف موجود در طبیعت از طریق اصلاح شیمیایی و غیرشیمیایی وجود دارد.

 

امتیاز استفاده از الیاف زیستی

استفاده از الیاف زیستی این نوید را به ما می دهد که منابع طبیعی حفظ خواهد شد چون تمرکز اصلی بر روی بهره گیری از مواد اولیه خام تجدیدپذیر است که در بسیاری از موارد در پایان عمر خود تجزیه زیستی خواهند شد. پلیمرهای زیست تجزیه پذیر راه حلی به دانشمندان برای رفع مشکل ضایعات دورریختنی که در مورد پلاستیک های قدیمی بر پایه نفت وجود داشت و بازیافت و یا استفاده مجدد از آن ها دشوار بود، ارایه می دهند.

 

چالش اصلی در مورد این الیاف همچنان یافتن موارد کاربردی کافی برای آن هاست تا با مصرف مقادیر کافی از الیاف زیستی قیمت آن ها کاهش پیدا کند و از نظر اقتصادی در بازار قابل رقابت باشند.

 

از نقطه نظر زیست محیطی و پایداری الیاف زیستی معمولا دارای چرخه عمر بهتری در مقایسه با الیاف پلیمری هستند. این شامل منبع، تولید، مصرف و پایان عمر می شود.

 

با این حال چرخه عمر از هر منظر دارای شاخص های عملکردی متعددی می باشد. دو شاخصی که معمولا بیشتر مورد توجه هستند انتشارات گازهای گلخانه ای در تولید و پایان عمر محصول است. مصرف منابع نیز فاکتور مهم دیگری است که به ویژه در ارزیابی تولید الیاف زیستی باید به آن توجه کرد. الیاف زیستی معمولا نیازمند آب زیادی برای آبیاری و پردازش هستند. این الیاف از نظر زیست تجزیه پذیری معمولا سریع تر از الیاف پلیمری تجزیه می شوند اما از لحاظ هزینه هیچ برتری نسبت به الیاف پلیمری ندارند که دلیل آن هم عدم تولید آن ها در مقیاس انبوه است.

 

عوامل نظارتی

هدف از عوامل نظارتی بر روی الیاف که تحت نظر سازمان نظارت بر پلاستیک های یک بار مصرف(SUPD) اتحادیه اروپا می باشد، کاهش پلاستیک در محیط زیست است که این می تواند تاثیر مثبتی بر بازار الیاف زیستی داشته باشد. با افزایش فشار بر روی مواد اولیه پلاستیکی و مسولیت های تولیدکنندگان در این رابطه، ممنوعیت های جدیدی پدیدار می شود که در نهایت باعث افزایش تقاضا برای الیاف زیستی خواهد شد.

 

با این حال برای مثال الیاف ویسکوز را در نظر بگیرید؛ تعریف SUPD از پلیمرهای طبیعی پلیمرهای "اصلاح شیمیایی نشده" است که یعنی پلیمر ورودی و خروجی دارای ساختار شیمیایی یکسان باشند و در طول فرایند تولید هیچ گونه اصلاح شیمیایی بر روی آن صورت نگرفته باشد.

 

به نظر می رسد جدیدترین پیش نویس SUPD این تعریف را نقض می کند. در این پیش نویس این موضوع به بحث گذاشته می شود که شکل گیری پیوندهای کووالانسی پلیمر یا شکسته شدن آن در طول فرایند تولید باعث تغییر ساختار نهایی پلیمر می شود و در نتیجه از نظر اصلاح شیمیایی یک عامل تعیین کننده به شمار می رود حتی اگر پلیمر طبیعی در محصول نهایی همچنان سلولز باشد. در حال حاضر هیچ مدرک علمی که نشان دهد چگونه این موضوع می تواند باعث شود یک ماده اولیه با ساختار شیمیایی نهایی مشابه دارای اثرات زیست محیطی متفاوتی در مقایسه با ماده اولیه ابتدایی باشد، وجود ندارد. در نهایت این مناظره ها همچنان ادامه دارد و  باید دید در آینده چه پیش خواهد آمد.

 

ارزیابی فنی

هرچند که منابع طبیعی زیادی برای الیاف زیستی وجوددارد اما رایج ترین پلیمر زیستی که به الیاف زیستی تبدیل می شود پلی لاکتیک اسید است. در دسترس بودن، هزینه وراحتی انجام فرایند از عوامل موفقیت پلی لاکتیک اسید برای تبدیل به الیاف زیستی می باشد.

 

فناوری های امیدوارکننده دیگر آن هایی هستند که قابل استخراج از میکروارگانیزم ها باشند. برای مثال می توان به PHA و PHBV اشاره کرد. در حال حاضر طیف گسترده ای از PHBV ها در بازار وجود دارد و تعدادی از آن های نیز برای تبدیل به الیاف مناسب به نظر می رسند. الیاف مونوفیلامنتی PHBV دارای زیست سازگاری چشمگیری هستند و قابلیت تجزیه پذیری آن ها با گذشت زمان نیز نسبتا بالاست. این الیاف دارای پتانسیل زیادی برای استفاده در کاربردهای پزشکی هستند چون برای مثال می توانند باعث کاهش اندازه اسکار یا جای زخم شوند و به مواد مغذی غیرسمی و در بعضی مواقع مفید برای کمک به درمان زخم تبدیل شوند.

 

آینده

الیاف زیستی در سال های پیش رو و با تصویب قوانین بیشتر در مورد الیاف پلیمری، محبوبیت بیشتری به دست خواهند آورد. بازار این الیاف در حال رشد است و صنعت فیلتراسیون در این بازار نقش مهمی را ایفا می کند برای مثال نقش الیاف سلولزی در فیلتراسیون خودرو بسیار چشمگیر است. از این الیاف همچنین به عنوان فیلرهای کامپوزیتی در کنار پلیمرهای غیرزیستی استفاده می شود. این ترکیبات نسبت به محصولات معدنی تقویت شده ارزان تر و سبک تر هستند. 

 

اصول کارکردی ابتدایی طبیعت به این صورت است که طبیعت تنها انرژی مورد نیاز خود را مصرف می کند؛ هرچیزی را بازیافت می کند و رشد آن بر مبنای تنوع و گوناگونی است. اتکا به این اصول به نفع صنعت الیاف در حال حاضر و در سال های آینده می باشد. به طور حتم در این عرصه هنوز نقاط مبهم زیادی وجود دارد چون فناوری الیاف همچنان در حال رشد و تکامل است.