مزایای محصولات سیلیکونی در حفاظت از محیط زیست و ایمنی

سیلیکون به عنوان یک جایگزین پایدار برای پلاستیک‌ها

بحران جهانی آلودگی پلاستیکی و تقاضا برای گزینه‌های ایمن‌تر

حدود ۳۰۰ میلیون تن زباله پلاستیکی هر ساله وارد اکوسیستم‌های ما می‌شود و حدس بزنید چه اتفاقی می‌افتد؟ بر اساس گزارش سازمان محیط زیست ملل متحده (UNEP) از سال ۲۰۲۲، حدود نیمی از زباله‌هایی که در اقیانوس‌ها شناور هستند مربوط به وسایل یکبار مصرف است. ما با چیزی جدی روبرو هستیم. از سال ۲۰۲۰ تقاضا برای یافتن جایگزین‌های ایمن و دوام‌دار تقریباً به اندازه دو سوم افزایش یافته است، به‌ویژه در زمینه بسته‌بندی مواد غذایی یا تولید محصولات روزمره. سیلیکون در میان این گزینه‌ها متمایز است، چرا که این ماده پس از یک بار استفاده از هم نمی‌پاشد. این ماده می‌تواند در برابر صدها چرخه گرمادهی و سرمادهی مقاومت کند و در عین حال شکل و یکپارچگی خود را حفظ کند، در حالی که پلاستیک‌های سنتی بسیار سریع دچار تخریب می‌شوند.

ساختار شیمیایی و خواص ذاتی سیلیکون که پایداری را فراهم می‌کنند

ساختار منحصر به فرد سیلیکون-اکسیژن باعث مقاومت بسیار خوب در برابر گرما در محدوده دمایی منفی 40 درجه سانتی‌گراد تا 230 درجه سانتی‌گراد می‌شود و همچنین حتی در دماهای پایین نیز انعطاف‌پذیر باقی می‌ماند. پلاستیک‌های معمولی نمی‌توانند این ویژگی‌ها را به نمایش بگذارند. در مورد سیلیکون پزشکی به‌خصوص، هیچ ماده مضری مانند BPA یا فتالات وجود ندارد. چیزی که این ماده را متمایز می‌کند این است که ذرات ریز پلاستیکی در هنگام استفاده از آن آزاد نمی‌شود، به این ترتیب تولیدکنندگان می‌توانند استانداردهای سخت‌گیرانه FDA و همچنین الزامات اتحادیه اروپا در زمینه ایمنی مواد غذایی را رعایت کنند. به دلیل پایداری بالای سیلیکون در طول زمان، مواد شیمیایی تمایلی به مهاجرت از ظروف ساخته‌شده از آن ندارند. این امر به معنای بروز مشکلات بهداشتی کمتر برای مصرف‌کنندگان و همچنین تأثیر بهتر بر محیط زیست است.

کاربردهای واقعی: جایگزینی محصولات یک‌بار مصرف پلاستیکی با محصولات قابل استفاده مجدد سیلیکونی

آشپزخانه‌های تجاری با استفاده از درپوش‌های سیلیکونی 90٪ از مصرف پلاستیک‌های یک‌بار مصرف کاسته‌اند، در حالی که بیمارستان‌ها 80٪ کاهش در تعویض قطعات پلاستیکی تزریقی را به دلیل استفاده از لوله‌های سیلیکونی استریل‌کننده گزارش داده‌اند. استفاده گسترده از کیسه‌های غذایی سیلیکونی، حدود 1000 عدد کیسه پلاستیکی یک‌بار مصرف در هر خانوار در سال را کاهش می‌دهد که نشان‌دهنده کاهش قابل‌مشاهده پسماند در مقیاس بزرگ است.

افزایش ترجیح مصرف‌کنندگان و صنایع به سیلیکون نسبت به پلاستیک‌های متداول

بر اساس نتایج یک نظرسنجی از سوی ابتکار نوآوری مواد در سال 2023، 78٪ از تولیدکنندگان کالاهای دوام‌پذیر اکنون در بازطراحی محصولات خود سیلیکون را ترجیح می‌دهند. این تغییر هم‌خوانی دارد با رفتار مصرف‌کنندگان: 72٪ تمایل دارند برای وسایل آشپزخانه سیلیکونی هزینه بیشتری بپردازند، چرا که عمر مفید آن‌ها 10 تا 20 سال است در حالی که عمر متوسط پلاستیک‌ها تنها شش ماه است.

مزایای زیست‌محیطی محصولات سیلیکونی قابل استفاده مجدد

کاهش پسماند پلاستیکی از طریق استفاده بلندمدت از سیلیکون در کاربردهای روزمره

استفاده از وسایل قابل استفاده مجدد سیلیکونی به طور قابل توجهی از زباله‌های پلاستیکی کم می‌کند، چرا که جایگزین مناسبی برای آن دسته از اقلام یکبار مصرف است که در خانه و دفتر کار می‌یابیم. به عنوان مثال، کیسه‌های غذایی سیلیکونی طبق گزارش مواد دایره‌ای سال گذشته می‌توانند هر ساله حدود 180 عدد کیسه پلاستیکی را از پر شدن محل دفن زباله جلوگیری کنند. بیشتر وسایل آشپزخانه سیلیکونی عمری در حدود سه تا پنج سال دارند، حتی با استفاده روزانه. این گزینه‌های مقاوم و ضد نشت بسیار خوب برای نگهداری از مواد غذایی، حفظ ایمنی نوشیدنی‌ها و همچنین نیازهای مراقبت شخصی عمل می‌کنند. با توجه به اینکه هر ساله مقدار قابل توجهی پلاستیک (حدود 8 میلیون تن) به اقیانوس‌های ما وارد می‌شود، روی آوردن به این جایگزین‌های دوام‌دار کاملاً منطقی به نظر می‌رسد.

تحلیل چرخه عمر: کربن فوت‌پرینت پایین‌تر سیلیکون نسبت به پلاستیک‌های تک‌بار مصرف

در نگاه اول سیلیکون ممکن است برای تولید انرژی بیشتری نیاز داشته باشد، اما وقتی تصویر کلی را در نظر می‌گیریم، در بلند مدت ردپای کربنی بسیار کوچک‌تری ایجاد می‌کند. مطالعات انجام شده توسط شاخص پایداری مواد نشان می‌دهد که در طول پنج سال، محصولات سیلیکونی حدود نصف ضایعات کربنی نسبت به جایگزین‌های خود ایجاد می‌کنند. به عنوان مثال در مورد ظروف پخت: بیشتر محصولات سیلیکونی پس از حدود ۴۰ بار استفاده، از نظر زیست‌محیطی به نقطه سربه‌سر می‌رسند، در حالی که آن صفحه‌های آلومینیومی یک‌بار مصرف، برای هر وعده غذا ۱۴ برابر بیشتر انتشار گاز دارند. همچنین نباید از فراموش کرد که در مورد مواد ساختمانی نیز تأثیر دارد. ساختمان‌هایی که از سیستم‌های عایق‌بندی شده با سیلیکون بهره می‌برند، معمولاً به طور تقریبی ۱۸ درصد از نیاز انرژی خود برای سیستم‌های گرمایشی و سرمایشی کاسته می‌شود، که این موضوع تفاوت واقعی در هم ردپای زیست‌محیطی و هم هزینه‌های ماهانه برق و گاز ایجاد می‌کند، مطابق گزارش‌های اخیر ساختمان‌های سبز.

حفظ منابع از طریق دوام و استفاده مجدد از محصولات سیلیکونی

عمر طولانی سیلیکون به این معنی است که ما مواد خام کمتری از سیاره خود استخراج می‌کنیم. به عنوان مثال، کاتترهای سیلیکونی درجه پزشکی در طول عمر خود می‌توانند در حدود سی عدد از کاتترهای PVC را جایگزین کنند. هنگام بررسی کاربردهای صنعتی، واشرهای سیلیکونی در شرایط سخت محیطی تا پانزده سال یا بیشتر دوام می‌آورند. در مقایسه با گزینه‌های لاستیکی که معمولاً هر شش تا هجده ماه یک بار نیاز به تعویض دارند. صنعت خودرو نیز شاهد نتایج قابل توجهی بوده است. تولیدکنندگان گزارش داده‌اند که با استفاده از این قطعات دوام‌پذیر، تقریباً ۹۰ درصد از پسماندهای زمینی را کاهش یافته‌اند. همچنین تلاش‌های بازیافتی پیشرفت کرده‌اند و امروزه حدود ۷۲ درصد از سیلیکون‌های استفاده شده برای استفاده مجدد جمع‌آوری می‌شوند. این موضوع به ایجاد چرخه‌های پایداری کمک می‌کند که همه در مورد مسئولیت محیط زیستی درباره آن صحبت می‌کنند.

دوام و عملکرد در شرایط محیطی سخت

چالش‌های تخریب مواد در دمای بالا، رطوبت و محیط‌های صنعتی

پلاستیک‌های معمولی در محیط‌های شدید، به سرعت تخریب می‌شوند و منجر به 22٪ از خرابی‌های تجهیزات صنعتی می‌گردند (گزارش ایمنی مواد 2023). مسائلی مانند نفوذ رطوبت در تجهیزات الکترونیکی و خوردگی شیمیایی در لوله‌کشی‌ها، محدودیت‌های پلیمرهای استاندارد را برجسته می‌کنند و تقاضا برای مواد مقاوم‌تری را افزایش می‌دهند.

ثبات حرارتی و استحکام: چرا سیلیکون در شرایط تنش‌زا عملکرد بهتری نسبت به پلاستیک دارد

سیلیکون در دمای بین 60- درجه سانتی‌گراد تا 230 درجه سانتی‌گراد پایدار است، که بسیار بالاتر از حد مجاز بیشتر پلاستیک‌ها (80 درجه سانتی‌گراد) است. این استحکام از بروز موارد زیر جلوگیری می‌کند:

• تغییر شکل یا ذوب شدن در اجاق‌های صنعتی
• شکننده شدن در ذخیره‌سازی در دمای منفی
• نفوذ مواد در اثر تغییرات دمایی

اموال	سیلیکون	پلاستیک معمولی
حداکثر دمای کارکرد	230 درجه سانتی‌گراد	80 درجه سانتی گراد
انعطاف‌پذیری در سرما	60- درجه سانتی‌گراد	-20°C
مقاومت در برابر مواد شیمیایی	بالا	کم-متوسط

این خواص باعث می‌شوند سیلیکون در واشرهای خودرویی، آب‌بندی سیستم‌های گرمایشی و تهویه هوا و سایر کاربردهایی که به طور مکرر تحت چرخه‌های حرارتی قرار می‌گیرند، ضروری باشد.

مطالعه موردی: کابل‌ها و خطوط لوله زیرآبی آب‌بندی شده با سیلیکون در محیط‌های سخت‌گیرانه

بر اساس یک مطالعه در سال 2024 درباره قابلیت اطمینان در فعالیت‌های دریایی، نصب‌های انرژی دریایی که از کابل‌های آب‌بندی شده با سیلیکون استفاده می‌کنند، حدوداً 63% مشکل تعمیر و نگهداری کمتری نسبت به نصب‌هایی که از آب‌بندی‌های پلاستیکی استفاده می‌کنند، دارند. دلیل چیست؟ سیلیکون بدلیل خاصیت دافعه آبی، آب دریا را جذب نمی‌کند و همچنین در برابر تابش نور خورشید مقاومت بیشتری دارد که باعث تخریب مواد در طول زمان در محیط‌های دریایی می‌شود. گزارش‌های صنعتی نشان می‌دهند که شرکت‌های خطوط لوله معمولاً حدود 15 سال عمر از بخش‌هایی که از سیلیکون برای اتصالات استفاده شده است، به دست می‌آورند. این مقدار تقریباً سه برابر بیشتر از عمر آب‌بندی‌های پلیمری است که معمولاً بین 5 تا 7 سال دوام می‌آورند.

غیرسمی و ایمن برای کاربردهای پزشکی و انسانی

ترکیب بی‌حرکت سیلیکون خطرات بهداشتی و محیط‌زیستی را به حداقل می‌رساند

ثبات مولکولی سیلیکون از واکنش آن با مایعات بدنی، حلال‌ها و در محدوده دمایی گسترده جلوگیری می‌کند و این امر خطر آزاد شدن سموم یا تولید ذرات ریزپلاستیک را از بین می‌برد. یک مطالعه در سال 2022 علوم محیط زیست و فناوری دریافت که سیلیکون تحت تنش تنها 0.02٪ محصولات جانبی شیمیایی آزاد می‌کند، در حالی که این مقدار برای PVC برابر با 12.7٪ است.

مجوزهای نظارتی و استانداردهای ایمنی برای محصولات سیلیکونی مورد استفاده در مواد غذایی و پزشکی

محصولات سیلیکونی باید آزمون‌های بسیار سختگیرانه‌ای را پیش از استفاده در زمینه‌های حساس پشت سر بگذارند. در موارد تماس با مواد غذایی، باید با مقررات FDA 21 CFR 177.2600 مطابقت داشته باشند. در مورد دستگاه‌های پزشکی، استاندارد ISO 10993 اطمینان حاصل می‌کند که ماده از نظر تماس با بافت‌های زنده بی‌خطر است. و برای استفاده دارویی، گواهی USP Class VI سطح مناسب خلوص را تضمین می‌کند. از نظر ایمنی هم باید گفت که کمیته علمی اتحادیه اروپا در مورد ایمنی مصرف‌کننده در واقع تأیید کرده است که سیلیکون برای استفاده در محصولات آرایشی نیز ایمن است. تمام این گواهی‌ها اهمیت دارند چرا که در مواقعی که موضوع از قدرت اطمینان سخن می‌گوید، آن را تضمین می‌کنند. تنها کافی است به بیمارستان‌ها نگاه کنید - بیش از 89 درصد از تجهیزات موجود در واحدهای مراقبت‌های ویژه نوزادان از مواد سیلیکونی که تمام این شرایط را دارند استفاده می‌کنند.

استفاده مورد اعتماد سیلیکون در محصولات نوزادی، ظروف پخت و تجهیزات بهداشتی

سیلیکون به ماده‌ای تبدیل شده که برای چیزهایی که باید ایمنی بیشتری داشته باشند، انتخاب اول است؛ فکر کنید سر لوله‌های بطری شیر کودک و لوله‌های خاصی که در درمان شیمیایی استفاده می‌شوند. دلیل چیست؟ این ماده می‌تواند در بخار استریل شود و باکتری‌ها را کمتر اجازه می‌دهد باقی بمانند. بسیاری از بیمارستان‌های کودکان هم چیز جالبی مشاهده کرده‌اند. وقتی از ماسک‌های لاتکس به ماسک‌های سیلیکونی برای نوزادان تغییر کردند، گزارش واکنش‌های آلرژیکی حدود 63 درصد کمتر شد. والدین قطعاً تفاوت را احساس می‌کنند. اکنون اکثر خریداران وسایل آشپزخانه به سراغ شیت‌های سیلیکونی برای پخت به جای وسایل قدیمی پلاستیکی می‌روند. حدود 78 درصد از مردم می‌گویند دلیل انتخاب سیلیکون را ایمنی بیشتر و دوام بیشتر می‌دانند. برخی می‌گویند که از وسایل سیلیکونی خودشان صدها بار استفاده کرده‌اند و هیچ مشکلی هم نداشته‌اند.

سیلیکون در مقابل پلاستیک: مقایسه تأثیرات زیست‌محیطی و ایمنی

نگرانی عمومی نسبت به میکروپلاستیک‌ها و شستشوی مواد شیمیایی از پلاستیک‌های سنتی

میکروپلاستیک‌ها 94٪ آب آشامیدنی آمریکا را آلوده می‌کنند (USGS، 2024)، و پلاستیک‌های سنتی بیش از 1.1 میلیون تن مواد پلاستیکی را هر سال در دریاها رها می‌کنند. این ذرات وارد زنجیره غذایی شده و به حیات دریایی آسیب می‌زنند، در حالی که شیمیایی‌هایی مانند بیس‌فنول A (BPA) سیستم هورمونی انسان‌ها و حیوانات وحشی را مختل می‌کنند.

چرا سیلیکون ایمن‌تر و پایدارتر است: مقایسه پروفایل‌های سمیت و تخریب

ساختار سیلیکونی سیلیکا در برابر تخریب ناشی از نور فرابنفش و گرما مقاومت می‌کند، برخلاف پلاستیک‌های پایه‌گرفته از نفت. تفاوت‌های کلیدی شامل:

اموال	سیلیکون	پلاستیک‌های سنتی
مقاومت حرارتی	-60°C تا 300°C	در دمای بالای 120°C تغییر شکل می‌دهد
شستشوی مواد شیمیایی	هیچ	BPA، فثالات شناسایی شده
طول عمر	۲۰+ سال	2 تا 5 سال

این پایداری سیلیکون را به گزینه‌ای ایمن‌تر و دوام‌دارتر تبدیل می‌کند.

برطرف کردن سوءتفاهم‌ها: زیست‌تخریب‌پذیری سیلیکون و چالش‌های بازیافت

اگرچه سیلیکون قابل تجزیه بیولوژیکی نیست، اما به ذرات میکروپلاستیکی تبدیل نمی‌شود. واحدهای تخصصی قادر به بازیافت آن به عنوان روغن‌های روان‌کننده یا مواد ساختمانی هستند، هرچند زیرساخت‌های بازیافت هنوز در حال توسعه است. مقاومت ذاتی سیلیکون به طور ذاتی حجم پسماند و خطر آلودگی را کاهش می‌دهد.

هم‌خوانی علمی و روندهای سیاستی که سیلیکون را به عنوان ماده‌ای با تأثیر کمتر حمایت می‌کنند

برنامه عملی اتحادیه اروپا در سال 2023 برای اقتصاد دایره‌وار (Circular Economy Action Plan) از کاربرد سیلیکون در حوزه‌های پزشکی و مواد غذایی حمایت می‌کند، حمایتی که با گواهی‌نامه‌های NSF/EC1935 تأیید شده است. ارزیابی‌های چرخه عمر تأیید می‌کنند که استفاده از محصولات سیلیکونی در مقایسه با محصولات یکبار مصرف، در طول ده سال منجر به کاهش 83٪ پسماند پلاستیکی می‌شود و نقش آن را در نوآوری مواد پایدار تقویت می‌کند.

‫سوالات متداول‬

چه چیزی سیلیکون را یک جایگزین پایدار برای پلاستیک‌ها می‌کند؟

مقاومت بالا، مقاومت در برابر گرما و مواد شیمیایی و توانایی استفاده مجدد چندین بار بدون تخریب، سیلیکون را به یک جایگزین پایدار برای پلاستیک‌های سنتی تبدیل می‌کند.

آیا محصولات سیلیکونی دوستدار محیط زیست هستند؟

اگرچه سیلیکون قابل زدایش زیستی نیست، اما دوام آن و مقاومت در برابر تجزیه شدن به میکروپلاستیک‌ها باعث می‌شود از نظر محیط‌زیستی ارجحیت داشته باشد. زیرساخت‌های بازیافت سیلیکون در حال توسعه هستند تا دوستداری این ماده از محیط‌زیست را بیشتر کنند.

چرا سیلیکون در کاربردهای پزشکی و غذایی ایمن تلقی می‌شود؟

ترکیب بی‌اثر سیلیکون باعث می‌شود که این ماده با مایعات بدن واکنش نشان ندهد یا مواد شیمیایی را آزاد نکند و این موضوع استفاده از آن را در کاربردهای پزشکی و مواد غذایی ایمن می‌کند، همان‌طور که توسط مجوزهای مختلف نظارتی و استانداردها تأیید شده است.

آیا سیلیکون واقعاً می‌تواند موجب کاهش پسماندهای پلاستیکی شود؟

بله، سیلیکون می‌تواند با جایگزین کردن اقلام پلاستیکی یک‌بار مصرف با گزینه‌های قابل استفاده مجدد که دارای عمر طولانی‌تری هستند، موجب کاهش قابل توجه پسماندهای پلاستیکی شود.

ردپای کربنی سیلیکون نسبت به پلاستیک‌های یک‌بار مصرف چگونه است؟

اگرچه تولید اولیه سیلیکون نیازمند انرژی بیشتری است، اما استفاده بلندمدت از آن منجر به ردپای کربنی کمتری نسبت به پلاستیک‌های یک‌بار مصرف می‌شود، به‌ویژه پس از استفاده مکرر در طول چندین سال.