تولید چوب مصنوعی بدون بریدن حتی یک درخت، رویایی است که احتمالا بزودی محقق خواهد شد.
طنز دنیا این است که تقریباً هر جلسه و کنفرانس «جنگلها را نجات دهید» در داخل اتاقی مبله که با مبلمان ساخته شده از بریدن درختان تزئین شده، برگزار میشود. بازار محصولات مشتق شده از چوب در سال ۲۰۲۱ به ۶۳۱ میلیارد دلار رسید و علیرغم تمام تلاش هایی که محیط بانان برای جلوگیری از فعالیت های جنگل زدایی انجام داده اند، انتظار می رود تا سال ۲۰۲۶ از مرز ۹۰۰ میلیارد دلار عبور کند. بنابراین آیا ما قبلاً در مبارزه برای نجات جنگل های خود شکست خورده ایم؟
خب، هنوز نه. زیرا راه حل جدیدی وجود دارد که نوید پایان دادن به نیاز ما به قطع درختان را می دهد. تیمی از محققان MIT ادعا می کنند که الوارهای آزمایشگاهی می توانند جایگزین محصولات جنگل زدایی (قطع درختان جنگلی) ساخته شده از چوب واقعی شوند. آنها تکنیکی را توسعه داده اند که با استفاده از آن می توان الوار را در هر شکل و اندازه ای تولید کرد. بنابراین برای مثال، اگر به یک صندلی چوبی جدید نیاز دارید، با استفاده از این تکنیک، می توانید آن را در آزمایشگاه بدون بریدن حتی یک درخت ایجاد کنید.
محققان چگونه چوب را در آزمایشگاه ساختند؟
محققان MIT آزمایشی را انجام دادند که به سلول های گیاهی طبیعی خواصی شبیه سلول های بنیادی داد. آنها سلولهایی را از برگهای یک گیاه گلدار به نام زینیا الگانس (Zinnia elegans) استخراج کردند و سپس آن را در یک محیط مایع برای چند روز نگهداری کردند. در مرحله بعدی، محققان سلول های گیاهی را با یک محیط مبتنی بر ژل غنی شده با مواد مغذی و هورمون ها درمان کردند.
پس از مدتی، سلول ها سلول های گیاهی جدیدی را ایجاد کردند. محققان همچنین متوجه شدند که با تغییر غلظت هورمونی در محیط ژل، می توانند خواص فیزیکی و مکانیکی سلول های تازه رشد کرده را کنترل کنند. در طی آزمایشات، مواد گیاهی که حاوی غلظت بالایی از هورمون بودند، سفت شدند.
اشلی بکویث، محقق ارشد، نقش هورمون ها را در رشد سلول های گیاهی توضیح داد: “در بدن انسان، شما هورمونهایی دارید که تعیین میکنند سلولهای شما چگونه رشد میکنند و ویژگیهای خاصی چگونه پدیدار میشوند. به همین ترتیب، با تغییر غلظت هورمون در آبگوشت غذایی، سلولهای گیاهی واکنش متفاوتی نشان میدهند. فقط با دستکاری این مقادیر کوچک شیمیایی، میتوانیم تغییرات بسیار چشمگیری را از نظر نتایج فیزیکی ایجاد کنیم.”
علاوه بر این، بکویث و تیم او همچنین توانستند ساختارهای طراحی شده سفارشی را از سلول های کشت شده در ژل با استفاده از روش چاپ زیستی سه بعدی چاپ کنند. به مدت سه ماه، مواد گیاهی چاپ شده در آزمایشگاه در تاریکی انکوبه شدند و نتایج تکان دهنده بود. چوب آزمایشگاهی نه تنها توانست زنده بماند، بلکه با سرعتی دو برابر یک درخت معمولی رشد کرد.
پرورش مبلمان در آزمایشگاه نیز بدون ضایعات است
یک تخمین نشان می دهد که فرآیند فعلی ساخت مبلمان منجر به از بین رفتن حدود ۳۰٪ از کل چوب به عنوان زباله می شود. جالب اینجاست که روش چاپ زیستی سه بعدی پیشنهاد شده توسط محققان MIT هیچ زباله ای تولید نمی کند و می توان از آن برای تولید مواد گیاهی با هر شکل و اندازه ای استفاده کرد. یعنی تولید چوب مصنوعی با هر اندازه و شکلی می تواند بسیار سریع تر و مفیدتر باشد.
بکویث گفت: “ایده این است که شما میتوانید این مواد گیاهی را دقیقاً به شکلی که نیاز دارید رشد دهید. بنابراین نیازی به تولید کاهشی ندارید، که باعث کاهش مقدار انرژی و ضایعات میشود.”
در حال حاضر، دانشمندان توانسته اند نشان دهند که مواد گیاهی را می توان در آزمایشگاه رشد داد و خواص مکانیکی آن را می توان دستکاری کرد، اما این مطالعه هنوز در مرحله اولیه خود است. قبل از اینکه این تکنیک بیشتر توسعه یابد و برای تولید مبلمان سه بعدی در آزمایشگاه در مقیاس تجاری به کار گرفته شود، باید تحقیقات و آزمایش های بیشتری انجام شود.
لوئیس فرناندو ولاسکز-گارسیا، نویسنده و دانشمند ارشد، ادعا می کند: “اگرچه این تحقیق هنوز در روزهای اولیه خود است، نشان میدهد که مواد گیاهی کشتشده در آزمایشگاه را میتوان به گونهای تنظیم کرد که ویژگیهای خاصی داشته باشد. ویژگی هایی میتواند روزی محققان را قادر سازد تا محصولات چوبی را با ویژگیهای دقیق مورد نیاز برای یک کاربرد خاص رشد دهند.”
هر ساله انسان ها حدود ۱۵ میلیارد درخت را قطع می کنند. این جنگل زدایی عظیم، علت اصلی بسیاری از مشکلات ناشی از تغییرات آب و هوایی است که جهان ما در حال حاضر با آن مواجه است. اگر موفقیت آمیز باشد، تولید چوب مصنوعی می توانند به ما کمک کنند تا یک بار و برای همیشه از جنگل زدایی خلاص شویم. امیدواریم این به زودی به واقعیت تبدیل شود.