بررسی تاریخچه‌‌ی لاستیک طبیعی

در این مقاله قصد داریم با تاریخچه‌‌ی لاستیک طبیعی شما را آشنا کنیم پس با ما همراه باشید

لاستیک چیست و از کجا می‌آید؟

لاستیک یک محصول طبیعی است که توسط گیاهان مناطق گرمسیری تولید می‌شود و امروزه بیشترین کاربرد را در کالاهای مصرفی زندگی ما دارد. نقش لاستیک در تاریخ بشر و توسعه‌ی تمدن بشری نقش بسیار مهم بوده است. به همین دلیل جوامع بشری هر روزه به دنبال منابع جدید لاستیکی هستند. امروزه ۹۹٪ از  لاستیک طبیعی مورد استفاده‌ی انسان‌ها، از درختی به نام Hevea brasiliensis استخراج می‌شود.

لاستیک طبیعی چیست؟

لاستیک طبیعی از گیاهان استخراج می‌شوند و به عنوان یک ترکیب شیمیایی پلیمری با مولکول‌های بزرگ ساخته شده از مولکول‌های کوچک‌تر از همان نوع طبقه‌بندی می‌شود. بعضی از پلیمرها در طبیعت وجود دارند و بعضی دیگر در توسط بشر ساخته می‌شود.
لاستیک طبیعی یکی از مهم‌ترین پلیمرها برای جامعه بشری است. لاستیک طبیعی، در تولید محصولات زیادی از جمله وسایل پزشکی، (دستکش‌های جراحی)، وسایل صنعتی و مکانیکی، پوشاک، اسباب بازی‌ها استفاده می‌شود. لاستیک طبیعی از مایع شیری رنگ مایل به سفید  latex که حاوی پروتئین‌ها، نشاسته، آلکالوئیدها و… که توسط بسیاری از گیاهان تولید می‌شود، به دست می‌آید.
نزدیک به  ۲۰۰۰۰ نوع از گیاهان لاتکس تولید می‌کنند، اما تنها ۲۵۰۰ گونه، دارای لاستیک در لاتکس خود هستند. عملکرد لاتکس برای گیاهان به این صورت است که با پوشاندن زخم‌ها و آسیب وارده به گیاه باعث توقف خونریزی گیاه و بهبود آسیب‌دیدگی آن‌ها بوده و از ورود باکتری‌ها و ویروس‌های مضر به گیاهان جلوگیری می‌کند.
خواص لاستیک شامل استحکام بالا، قابلیت کشش چندین بار بدون شکستگی، ضدضربه، انعطاف پذیر، عایق الکتریکی، مقاوم در برابر مواد خورنده.
لاستیک مصنوعی (ساخت بشر) را می‌توان از طریق یک فرآیند شیمیایی تولید کرد، اما بشر تا کنون لاستیک مصنوعی، که تمام خواص لاستیک طبیعی را دارا باشد نتوانسته تولید کند. بنابراین لاستیک مصنوعی، در بیشتر موارد نمی‌توان جایگزین لاستیک طبیعی نمود و این یکی از دلایل اهمیت لاستیک طبیعی برای جامعه‌ی بشری است.

تاریخچه لاستیک طبیعی

تا قبل از سال ۱۶۰۰ میلادی، در مکزیک و آمریکای مرکزی از لاستیک مایع برای داروها، آیین‌ها و نقاشی استفاده می‌کردند و تا زمان فتح آمریکا، در دنیای غرب از لاستیک استفاده نمی‌شد و کریستف کلمب مسئول یافتن لاستیک در اوایل دهه ۱۴۹۰ بود. بومیان هائیتی با توپی ساخته شده از لاستیک فوتبال بازی می‌کردند و همچنین مهاجران بومی اسپانیایی و آمریکای جنوبی، کفش، لباس، کلاه ساخته شده‌ی خود را با استفاده از لاتکس می‌پوشاندند این امر، باعث می‌شد که قوی و ضد آب شوند. ولی استفاده از لاستیک، مشکلاتی به همراه داشت و این بود که در برابر هوای گرم لاستیک چسبناک می‌شد و در ببابر هوای سرد سفت و شکننده.

حدود یک قرن بعد، چارلز ماری د لا کوندامین در طی سفر خود به آمریکای جنوبی، دو درخت مختلف که حاوی لاتکس بودند را یافت: Hevea brasiliensis که درخت بومی آمازون است. از لحاظ  اقتصادی نقش هائز اهمیتی را دارا می‌باشد زیرا منبع اصلی و  مهم جمع‌آوری لاتکس، از این درخت منبع است و دیگری درخت  Castilla elastic است، اما Hevea brasiliensis به عنوان منبع لاستیک طبیعی مهم شد. دلیل ارجحیت درخت Hevea بر درخت Castilla، نحوه حمل لاتکس آن در طول تنه بود. درخت Hevea دارای لوله‌های لاتکس متصل است. که یک شبکه به هم پیوسته  را تشکیل می‌دهد، در حالی که درخت Castilla این سیستم اتصالی  را تشکیل نمی‌دهد.
درخت Hevea به دلیل سیستم به‌ هم پیوسته‌ای که دارد، زمانی که برش خاص در تنه به وجود می‌آید، لاتکس را تبدیل به خون می‌کند و به دلیل‌ عدم وجود این اتصالات در درخت  Castilla، مایع شیری رنگ، هنگام خروج تبدیل به خون نمی‌شود و برداشت لاستیک از آن بسیار سخت‌تر می‌شود.

در نیمه‌ی اول قرن نوزدهم، چارلز گودیر فرآیند (ولکانیزاسیون) تصفیه‌ی لاستیک، با استفاده از گوگرد و گرما که در عین حال خاصیت کشسانی خود را حفظ کند اختراع کرد. این کشف، بسیاری از مشکلات مربوط به لاستیک، مانند ذوب شدن لاستیک در تابستان و ترک خوردن در زمستان جلوگیری می‌کند. چندین سال بعد از این کشف مهم، در سال ۱۸۸۸، جان بویددانلوپ، تایر لاستیکی پر از هوا را اختراع کرد و لاستیک، به یک ماده خام بسیار مهم در کل جهان که نیز برای انقلاب صنعتی بسیار مهم بود مبدل گشت.
از سال ۱۸۵۰ تا ۱۹۲۰، بازرگانان، کارآفرینان را تحت فشار قرار دادند تا میزان لاستیک استخراج شده از درختان آمازون را افزایش دهند. در این دوران، آمازون برزیل تنها منبع استخراجی لاستیک بود و قیمت توسط این بازرگانان کنترل می‌شد. در این دوره‌ی زمانی، با توجه به توسعه روزافزون صنعت در اروپا و ایالات متحده، کاربردهای لاستیک هر روزه بیشتر می‌شد. لاستیک به قدری ماده‌ی مهمی برای برزیلی‌ها بود که صادرات بذر یا نهال لاستیک را ممنوع کردند.
با این حال، در سال ۱۸۷۶، H. A. Wickham موفق شد ۷۰۰۰۰ دانه لاستیک مخفی شده در برگ‌های موز به انگلستان انتقال دهد که تنها ۱۹۰۰ نهال زنده ماند و به مالزی فرستاده شد تابتوانداولین مزارع لاستیک در آسیا را راه اندازی کند واین کار، پایانی برای برزیل شد، که تولید کننده اصلی لاستیک در جهان بود. بعداز ۱۲ سال، تولید لاستیک، در مزارع نوین مالزی که به اندازه مزارع آمازون رقابتی بود شروع به کار کرد و این مزارع به زودی یکی از ارکان اصلی تامین لاستیک طبیعی جهان تبدیل شدند.
هنری نیکلاس ریدلی دانشمندی بود که مدیر باغ‌های گیاه‌شناسی سنگاپور بود، او در حین کار در این باغ‌ها، اولین درخت لاستیک را که در مالزی کاشته شدند، پیدا کرد و شروع به رواج مزارع درختان لاستیک کرد. بعد از مدتی، وی روشی نو برای برداشت لاتکس از درخت  Hevea که به صورت ضربه زدن مداوم بود را ایجاد کرد. ضربه زدن باعث، فرآیند حذف لاتکس از درخت بود. این روش بازده بسیار بالاتری از لاتکس به وجود آورد و لاستیک به اصلی‌ترین ماده در سنگاپور تبدیل شد. اما این مزارع جدید از لحاظ قیمتی رقابت بیشتری داشتند، بنابراین در اواخر قرن نوزدهم تا جنگ جهانی اول، جمع آوری لاستیک از طبیعت وحشی، در مناطق گرمسیری آمریکا به شدت کاهش یافت. در طول جنگ، عرضه لاستیک به دیگر نقاط  قطع شد. ایالات متحده‌ی آمریکا، آلمان و روسیه شروع به یافتن روشی جایگزین جهت منابع لاستیک، طبیعی یا مصنوعی کردند، زیرا درختان آمازون، مقدار لازم برای تامین لاستیک مورد نیاز آن‌ها را نداشتند. برنامه‌های تحقیقاتی جدید جهت کشف منابع جدید در این کشورها آغاز گردید، اما پس از جنگ، مزارع مالزی دوباره شروع به کار کردند و منابع جدید از بین رفت.

چرا ما به دنبال منابع لاستیک جدید هستیم؟

در سال‌های اخیر، جستجو برای منابع جایگزین لاستیک دوباره آغاز شده است. سه دلیل اصلی برای این امر وجود دارد:
تهدید برای درخت Hevea brasiliensis:
۱-۱ درختان لاستیک در معرض بیماری‌های متعددی هستند به دلیل این که مزارع لاستیک، در مناطق آسیایی، فقط از تعداد بسیار کمی از بذرها شروع شده است، همه‌ی این درختان از نظر ژنتیک شباهت بسیار زیادی به یکدیگر دارند و این شباهت ژنتیکی به این معنی است که توان مبارزه‌ی گیاهان با بیماری کم می‌شود بیماری یک درخت باعث سرایت به کل مزرعه می‌شود. مهم‌ترین و خطرناک‌ترین بیماری درخت Hevea brasiliensis که به آن مبتلاشده است، بیماری سوختگی برگ آمریکای جنوبی نام دارد.
این بیماری می‌تواند کل مزرعه را درگیر کند. هنوز هم به مناطق گرمسیری آمریکا، اختصاص دارد. امااگر به آسیا برسد، نتیجه‌ای جز پایان مزارع لاستیک آسیا ندارد. در شرایط طبیعی، درختان لاستیک، برای رشد، به فضای زیادی بین درختان نیاز دارد. در آمریکای جنوبی، عموما آسیب جدی به Hevea از سوختگی برگ در نمی‌رسد، زیرا گونه‌های مختلف، درختانی که در بین درختان لاستیک رشد می‌کنند، به صورت مانع انتقال بیماری عمل کرده اما در مزارع آسیایی که درختان از یک گونه و نزدیک به هم دیگر رشد می‌کنند انتقال بیماری بسیار سریع اتفاق می‌افتد.

۱-۲- یکی از تهدیدهای مهم، برای بازار لاستیک طبیعی، سرعت رشد روغن پالم و محصولات مرتبط با آن می‌باشد که شدیدا رقابت با بازار لاستیک طبیعی دارد. تقاضای روزافزون، برای روغن نخل و لاستیک وجود دارد، اما افزایش منطقه اختصاص داده شده برای مزارع نخل روغنی وراکد ماندن (مزارع پلاستیک نه در حال کاهش و نه افزایش است.) مزارع لاستیک طبیعی در مالزی به این رقابت سخت بیشتر دامن زده است که اگر رشد مستمر نخل‌های روغنی متوقف نشود، جنگل‌های طبیعی یا مزارع Hevea باید کوچک‌تر شوند تا جایی برای محصولات جدید نخل‌های روغنی ایجاد شود.
۲ کمبود لاستیک سازهای ماهر: به دلیل سختی کار جمع‌آوری لاتکس و عدم جذابیت شغل و درآمد کم آن باعث شده‌ است که رغبت به این شغل از پیش کمتر شود.
لاستیک از Hevea brasiliensis می‌تواند باعث ایجاد آلرژی شود. پروتئین‌های لاتکس می‌توانند حساسیت‌های شدیدی را در افراد خاص ایجاد کنند، حتی اگر در معرض مقدار کمی از این مواد قرار بگیرند. جدا کردن پروتین‌های لاتکس از لاستیک، جهت تصفیه، کار بسیار سخت و طاقت فرسایی است و این کار برای کسانی که آلرژی دارند بسیار خطرناک می‌باشد و به همین جهت جایگزین لاستیکی که حاوی این پروتئین‌های لاتکس نباشد دارای فایده است.

جایگزین درختان لاستیک: Hevea brasiliensis فقط در یک منطقه تولید می‌شود که شرایط رشد این درختان خاص است که در مناطق خاصی از جهان این شرایط وجود دارد.بیشترین میزان لاستیک در منطقه کوچک آسیایی تولید می شود که به این معنی است اگر نتوان گیاه دیگری جایگزین کرد یا مناطق دیگری را برای رشد این گیاه یافت ذخایر لاستیک به زودی تمام می شود و این مقدار برای نیازهای کل جهان ناکافی است.
همه گیاهان حاوی لاتکس، لاستیک با کیفیت خوب تولید نمی کنند.ولی با این حال تحقیقاتی انجام گرفته شده است و بعضی از گیاهان  به عنوان منابع جایگزین لاستیک،در نظر گرفته شده‌اند که عبارتند از: گوایول، قاصدک روسی، برس خرگوش لاستیکی، میله طلایی، آفتابگردان، درخت انجیر و کاهو. به نظر می رسد دو تا از این گیاهان بهترین جایگزین برای Hevea brasiliensis هستند: گوایول و قاصدک روسی.

گوایول: (Parthenium argentatum) یک درختچه بومی در منطقه فلات شمالی مکزیک است که معمولاً در خاک‌های آهکی در مناطقی با بارندگی بسیار کم رشد می کند. گوایول در دمای بین 18 تا 49.5 درجه سانتی‌گراد بهترین رشد خود را می‌کند در صورتی که این شرایط محیا باشد می‌تواند بین 30 الی 40 سال زندگی کند. در ساقه‌ها و ریشه‌های گوایول لاستیک، یافت می‌شود با این تفاوت که به جای رگ‌های لاتکس در همه‌ی سلول‌های گیاه یافت می‌شود.
لاستیک این گیاه، جهت استفاده های زیست پزشکی مورد مطالعه قرار گرفته است. زیرا باعث آلرژی نمی‌شود. جهت استخراج لاستیک این گیاه، بافت گوایول، باید کاملا نرم شود و بعد از خرد کردن لاستیک موجود در سلول، آزاد می‌شوند. البته کیفیت لاستیک گوایول را نمی‌توان برای همه مصارف استفاده کرد زیرا نسبت به درخت Hevea brasiliensis ناخالصی بیشتری دارد.
قاصدک روسی یا کازاک: یکی دیگر از موارد خوب برای جایگزین کردن، قاصدک روسی یا کازاک (Taraxacum koksaghyz)،که در نیمه‌ی اول قرن نوزدهم در کشور قزاقستان کشف شد، این گیاه، نزدیک به زمین رشد می‌کند و توانایی رشد در مناطق با درجه حرارت ملایم را نیز دارد قاصدک کازک دارای لاستیک در برگ، گل و ریشه است.

برای تخلیه‌ی لاستیک قاصدک‌های روسی باید فشرده یا مخلوط شوند. قاصدک‌های کازاک می‌توانند کربوهیدراتی به نام اینولین نیز می‌توانند تولید کنند که برای مصارف غذایی و داروهای ضد سرطان، سوخت‌های زیستی و همچنین پلاستیک‌های زیستی استفاده گردد. اما استخراج لاستیک از قاصدک کازاک مقرون به صرفه نبوده و به همین جهت، تحقیقات باید انجام شود تا گیاهی با ریشه بزرگ‌تر و محتوای لاستیک بیشتر را توسعه داد.