ما هي المواد البلاستيكية النانوية؟يشرح أحد المهندسين المخاوف بشأن الجسيمات الصغيرة جدًا التي لا يمكن رؤيتها

أصبح من الشائع أن نقرأ أن المواد البلاستيكية الدقيقة - قطع صغيرة من البلاستيك أصغر من ممحاة قلم الرصاص - تظهر في كل مكان وفي كل شيء، بما في ذلك المحيط والأراضي الزراعية والغذاء والأجسام البشرية.الآن يكتسب مصطلح جديد الاهتمام:المواد البلاستيكية النانوية.هذه الجسيمات أصغر من اللدائن الدقيقة، فهي صغيرة جدًا لدرجة أنها غير مرئية بالعين المجردة.

البلاستيك النانوي هو نوع من البلاستيك الدقيق، يتميز بحجمه الصغير للغاية.عادة ما يكون حجم المواد البلاستيكية الدقيقة أقل من 5 ملم؛يتراوح عرض المواد البلاستيكية النانوية بين 1 و1000 نانومتر.للمقارنة، يبلغ متوسط ​​شعر الإنسان حوالي 80.000-100.000 نانومتر.

تجتذب المواد البلاستيكية النانوية اهتمامًا متزايدًا بفضل التقدم التكنولوجي الحديث الذي جعل الباحثين أكثر قدرة على اكتشافها وتحليلها.ويعني حجمها الأصغر أنه يمكن نقلها بسهولة أكبر عبر مسافات طويلة وإلى بيئات أكثر تنوعًا من المواد البلاستيكية الدقيقة.ويمكنها اختراق الخلايا والأنسجة في الكائنات الحية بسهولة أكبر، مما قد يؤدي إلى تأثيرات سمية مختلفة وأكثر حدة.

وقد وجدت الدراسات التي أجريت في العامين الماضيين وجود مواد بلاستيكية نانوية في دم الإنسان, ، في خلايا الكبد والرئة, ، وفي الأنسجة التناسلية مثل المشيمة و الخصيتين.تم العثور على مواد بلاستيكية نانوية في جميع أنحاء العالم في الهواء, في مياه البحر, في الثلج و في التربة.

نحن نعلم بالفعل أن المواد البلاستيكية الدقيقة موجودة من مرتفعات جبل ايفرست ل خنادق المحيط العميقة.توجد الآن أدلة متزايدة على أن المواد البلاستيكية النانوية أكثر انتشارًا من المواد البلاستيكية الدقيقة الأكبر حجمًا في البيئة.

من أين يأتون وأين يذهبون

يتم إنشاء المواد البلاستيكية النانوية عندما تتحلل المنتجات اليومية مثل الملابس وتغليف المواد الغذائية والمشروبات والمفروشات المنزلية والأكياس البلاستيكية والألعاب وأدوات النظافة.يمكن أن يكون سبب ذلك عوامل بيئية مثل ضوء الشمس أو البلى من العمل الميكانيكي.كثير منتجات العناية الشخصية, ، مثل المقشرات والشامبو، يمكنها أيضًا إطلاق المواد البلاستيكية النانوية.

مثل الجزيئات البلاستيكية الكبيرة، يمكن أن تأتي المواد البلاستيكية النانوية من مجموعة متنوعة من أنواع البوليمر، بما في ذلك البولي إيثيلين والبولي بروبيلين والبوليسترين والبولي فينيل كلورايد.نظرًا لاستخدام المنتجات البلاستيكية على نطاق واسع، فمن الصعب تجنب استخدام المواد البلاستيكية النانوية في حياتنا اليومية.

عندما يصل البلاستيك إلى مقياس النانو، فإنه يطرح أسئلة وتحديات فريدة بسبب خصائصه حجم صغير وخصائص سطحية مختلفة وتكوينها.نظرًا لأن البلاستيك النانوي صغير الحجم، فإنه يمكنه بسهولة اختراق الخلايا والأنسجة التي لا تستطيع الجزيئات الأكبر حجمًا اختراقها.وإذا تراكمت داخل الكائنات الحية، فمن المحتمل أن تسبب آثارًا بيولوجية ضارة.

يعد مصير المواد البلاستيكية النانوية في البيئة موضوع بحث مستمر.لا يعرف العلماء حتى الآن ما إذا كانت المواد البلاستيكية النانوية تتحلل بشكل أكبر في بيئات مختلفة إلى جزيئات أصغر أم إلى جزيئات أصغر البوليمرات، وهي لبنات البناء الأساسية – جزيئات كبيرة تتكون من العديد من الجزيئات الصغيرة المرتبطة ببعضها البعض.

الكشف عن المواد البلاستيكية النانوية

يعد العثور على المواد البلاستيكية النانوية أمرًا صعبًا لأنها صغيرة جدًا ولها تركيبات وهياكل كيميائية متنوعة.يقوم الباحثون بتحسين أساليب مختلفة للكشف عن المواد البلاستيكية النانوية، وذلك باستخدام تقنيات بما في ذلك رامان التحليل الطيفي, اللوني و قياس الطيف الكتلي.يمكن لهذه الطرق رؤية الأشكال وتحليل خصائص جزيئات البلاستيك النانوي.

وفي دراسة أجريت عام 2024، قدم باحثون من جامعة كولومبيا تقنية جديدة تمكنت من رؤية وحساب المواد البلاستيكية النانوية في المياه المعبأة في زجاجات مع حساسية وخصوصية عالية.على عكس الدراسات السابقة التي لم تتمكن إلا من اكتشاف كمية محدودة فقط من جزيئات البلاستيك النانوي، وجدت هذه الدراسة أن كل لتر من المياه المعبأة التي تم تحليلها يحتوي على أكثر من 100000 جزيء بلاستيكي، معظمها من البلاستيك النانوي.

يجب إجراء المزيد من الدراسات قبل أن يتمكن العلماء من استنتاج ما إذا كانت جميع المياه المعبأة تحتوي على مواد بلاستيكية نانوية.لكن هذه التقنية الجديدة تفتح الباب لمزيد من البحث.

هل جزيئات البلاستيك النانوية سامة؟

تعد سمية المواد البلاستيكية النانوية مجالًا آخر للبحث المستمر.وتشير بعض الدراسات إلى أن هذه الجسيمات يمكن أن تشكل مخاطر كبيرة إلى النظم البيئية و صحة الإنسان.اقترحت إحدى الدراسات الحديثة أنها قد تكون أ عامل خطر الإصابة بأمراض القلب.

ومن المخاوف الأخرى أن الملوثات الكيميائية والمعادن الثقيلة ومسببات الأمراض قد تلتصق بالبلاستيك النانوي وتتركز في البيئة.يمكن لهذه العملية أن تعرض الكائنات الحية لتركيزات عالية من هذه المواد الضارة.

من الواضح أن المواد البلاستيكية النانوية هي جزء من البيئات الحديثة، لكن العلماء بحاجة إلى مزيد من البحث والمعلومات لفهم أنواع التهديدات التي يمكن أن تشكلها.وكما يقول علماء السموم في كثير من الأحيان: "الجرعة تصنع السم". وبعبارة أخرى، فإن التعرض الفعلي له أهمية كبيرة.ومن الصعب تقييم السمية دون معرفة التركيزات الفعلية.

ومن المعروف أن الحطام البلاستيكي الأكبر حجمًا يمكن أن يتفتت إلى مواد بلاستيكية نانوية، ولكن هناك الكثير لنتعلمه حول كيفية تحلل هذه الأجزاء بشكل أكبر.يعمل الباحثون على اكتشاف وفهم المواد البلاستيكية النانوية في العديد من البيئات حتى يتمكنوا من تطوير استراتيجيات فعالة لإدارة وتخفيف آثار هذه المواد على الناس والكوكب.