علماء الكيمياء السعوديون يبتكرون طريقة لإنتاج المطاط "الأخضر"

وقد طوّر علماء الكيمياء السعوديون والأوروبيون مادة حفازة تسمح بإنتاج البوتادين، وهو أحد الكواشف الرئيسية لإنتاج المطاط، وذلك باستخدام الكحول الإيثيلي العادي كمادة وسيطة. وسيمكّن هذا الاكتشاف الأخصائيين من إنتاج المطاط "الأخضر". وقد نشر العلماء  دراستهم في مجلة Nature Catalysis. أفادت بذلك الخدمة الصحفية في جامعة الملك عبد الله بن عبد العزيز.

إقرأ المزيد

كيف نعرف أن الأرض عمرها 4.5 مليار سنة؟

وقال الباحث في جامعة الملك عبد الله بن عبد العزيز، جونغ سانغ إن" غالبية مواد البوتادين المنتجة حاليا عبارة عن أحد المنتجات الثانوية لصناعة البتروكيماويات، ونتيجة لذلك فإن أحجام هذه المادة المتاحة لنا محدودة للغاية. لقد طوّرنا تكنولوجيا تسمح لنا بالحصول على كميات عشوائية من البوتادين باستخدام  تفاعل "ليبيديف" والكحول المركب من ثاني أكسيد الكربون".

وقد أصبحت البوليمرات مادة هيكلية رئيسية. وتعود شعبيتها إلى أن الخصائص الميكانيكية والفيزيائية للهياكل المصنوعة من هذه المادة يمكن تغييرها بسهولة عن طريق تغيير الهيكل أو الظروف الخاصة بتخليق هذه المواد. وبفضل ذلك، يمكن استخدام نفس المادة الخام لتصنيع الأربطة المطاطية المرنة والهياكل البلاستيكية العالية المتانة.

ونظرا لأن المواد الخام الرئيسية لإنتاج المطاط والبوليمرات الأخرى هي الآن أشكال مختلفة من الغاز الطبيعي والنفط ، تحتوي على جزيئات قصيرة من الهيدروكربونات غير المشبعة المستخدمة في تصنيع البلاستيك ومنتجات البوليمر الأخرى، فإن ارتفاع أسعار المواد الخام الهيدروكربونية والاحتياطيات المحدودة يُجبر العلماء على البحث عن طرق جديدة للحصول على المواد الخام بغية إنتاج البوليمرات.

واستوضح جون سانغو وزملاؤه أنه يمكن الحصول على البوتادين، بصفته أحد المواد الخام الرئيسية لإنتاج المطاط الاصطناعي، باستخدام مادة حفازة صنعوها من خلال تفاعل اكتشفه الكيميائي الروسي السوفيتي، سيرغي ليبيديف، عام 1928. فقد اكتشف ليبيديف آنذاك أن كحول الإيثيل العادي يمكن تحويله إلى بوتادين عن طريق تسخين خليط من الكحول مع الهيدروجين والماء إلى درجة حرارة 400-500 درجة مئوية وتمريره عبر أكسيد أحد المعادن.

تم استخدام تلك التكنولوجيا في الاتحاد السوفياتي وفي العديد من دول العالم الأخرى لإنتاج البوتادين في منتصف القرن العشرين، ولكن تم استبداله لاحقا بتكنولوجيات أكثر كفاءة وأرخص تكلفة لاستخراج هذا الهيدروكربون من النفط. ووجد علماء الكيمياء في المملكة العربية السعودية وأوروبا أنه يمكن زيادة كفاءة تفاعل "ليبيديف" إلى حد بعيد وجعلها أكثر تنافسية باستخدام تكنولوجيا خاصة بتحضير مادة حفازة تعتمد على أكاسيد السيليكون والمغنيسيوم.

وسمح ذلك للعلماء بتطوير تكنولوجيا ستساعد، من الناحية النظرية، في المستقبل القريب على إنتاج مواد حفازة تتكون من المغنيسيوم والسيليكون لتخليق البوتادين، وتنتج كميات قليلة من الإيثيلين ومنتجات ثانوية أخرى. وخلص الباحثون إلى أن ذلك سيسمح بإنشاء مؤسسات "خضراء"  (صديقة للبيئة) تنتج البوليميرات وفي نفس الوقت قادرة على منافسة التكنولوجيات الكلاسيكية غير الصديقة للبيئة .

 المصدر: تاس