يستخدم هذا الموقع ملفات تعريف الارتباط لتحسين تجربة المستخدم. بمواصلة استخدام هذا الموقع، فإنك توافق على سياسة ملفات تعريف الارتباط الخاصة بنا.
إذا كان لديك رقم عضوية في جمعية الحاسبات الأمريكية (ACS)، فيرجى إدخاله هنا حتى نتمكن من ربط هذا الحساب بعضويتك. (اختياري)
تُولي جمعية الكيمياء الأمريكية (ACS) أهمية قصوى لخصوصيتك. من خلال تقديم معلوماتك، يمكنك زيارة موقع C&EN والاشتراك في نشرتنا الإخبارية الأسبوعية. نستخدم المعلومات التي تقدمها لتحسين تجربة قراءتك، ولن نبيع بياناتك مطلقًا لأي جهات خارجية.
في عام 2005، انسحبت شركة كولجيت-بالموليف، عملاقة السلع الاستهلاكية، من سوق منظفات الغسيل في أمريكا الشمالية ببيع منتجات مثل فاب ودينامو لشركة فينيكس براندز. وبعد ثلاث سنوات، باعت شركة يونيليفر، عملاقة أخرى في مجال السلع الاستهلاكية، خط إنتاجها الأمريكي من المنظفات، بما في ذلك أول وويسك، لشركة صن برودكتس.
أدى بيع أعمالها لشركتين خاصتين أصغر حجماً إلى جعل سوق منظفات الغسيل الفاخرة في الولايات المتحدة الأمريكية شبه مضمونة المنافسة. ومن المثير للاهتمام أن شركة بروكتر آند غامبل لم تعلن فوزها.
في الواقع، أعرب آلان جي. لافلي، الرئيس التنفيذي لشركة بروكتر آند غامبل (P&G) آنذاك، في عام 2014، عن أسفه لانسحاب شركة يونيليفر. وأوضح أن ذلك أدى إلى تهميش شريحة السوق المتوسطة في سوق المنظفات، ما جعل منتجات بروكتر آند غامبل مُركزة بشكل أساسي في السوق الراقية، بينما تُنافس ثلاثة منافسين على المنتجات منخفضة التكلفة. تُسوّق بروكتر آند غامبل علامات تجارية شهيرة مثل تايد وجين، وتستحوذ على ما يقارب 60% من سوق منظفات الغسيل في الولايات المتحدة، إلا أن هذا السوق يشهد ركودًا، مع وجود فجوة سعرية كبيرة بين منتجات الشركة ومنتجات منافسيها.
بعد عام، أحدثت إحدى منافساتها، شركة هنكل الألمانية، تغييراً جذرياً في السوق. فقد طرحت الشركة منظفها الأوروبي عالي الجودة "برسيل" في الولايات المتحدة، حيث بيع حصرياً في البداية عبر متاجر وول مارت، ثم أُطلق في متاجر التجزئة الأخرى مثل تارجت. وفي عام 2016، زادت هنكل الأمور تعقيداً باستحواذها على شركة صن برودكتس.
أدى إطلاق برسيل إلى انتعاش سوق منظفات الغسيل، لكن ربما كان ذلك أسرع مما توقعه لافلي. في مايو الماضي، عندما صنّفت مجلة "كونسيومر ريبورت" أحد منتجات هنكل الجديدة، برسيل بروكلين باور ليكويد 2 في 1، كأفضل منظف غسيل أمريكي أداءً، لا بد أنه شعر بالصدمة هو وغيره من المديرين التنفيذيين في شركة بروكتر آند غامبل. وقد دفع هذا التتويج تايد إلى المركز الثاني لأول مرة منذ سنوات.
أعادت شركة بروكتر آند غامبل (P&G) صياغة منتجها الشهير تايد ألترا ستين ريليز في عام 2016. وأوضحت الشركة أنها أضافت مواد فعالة سطحية وقللت من نسبة الماء، مما أدى إلى تركيبة أكثر كثافة وتركيزًا تُحسّن إزالة البقع. وذكرت المجلة أن المنتج تصدّر قائمة تحليلات لاحقة أجرتها مجلة "كونسيومر ريبورتس"، على الرغم من أن هذه النتيجة ليست ذات دلالة إحصائية.
صنّفت مجلة "كونسيومر ريبورتس" مؤخرًا منظف الغسيل "تايد بلس ألترا" لإزالة البقع و"بيرسيل بروكلين باور ليكويد 2 في 1" كأفضل منظفين للغسيل في الولايات المتحدة. وستقوم مجلة "سي آند إي إن" بفحص المكونات التي تسبب هذه المشكلة، بالإضافة إلى استخداماتها والشركات المصنعة لها.
صنّفت مجلة "كونسيومر ريبورتس" مؤخرًا منظف الغسيل "تايد بلس ألترا" لإزالة البقع و"بيرسيل بروكلين باور ليكويد 2 في 1" كأفضل منظفين للغسيل في الولايات المتحدة. وستقوم مجلة "سي آند إي إن" بفحص المكونات التي تسبب هذه المشكلة، بالإضافة إلى استخداماتها والشركات المصنعة لها.
من السابق لأوانه الجزم بما إذا كانت شركة هنكل ستشكل منافسة جدية لشركة بروكتر آند غامبل في سوق منظفات الغسيل الفاخرة لدى المستهلكين الأمريكيين. ولكن إذا شعر كيميائيو تركيبات بروكتر آند غامبل بالرضا عن النفس بسبب غياب المنافسة، فسيتم إقصاؤهم حتماً.
أوضح شعيب عارف، مدير التطبيقات والخدمات الفنية في شركة بايلوت كيميكال، الموردة للمواد الفعالة سطحياً، أن منتجات تايد وبيرسيل في الولايات المتحدة تُعتبر من المنتجات عالية الجودة في هذا القطاع، ويمكن تصنيفها إلى أربعة مستويات أداء. وعلى مر السنين، ساعد عارف وعلماء آخرون في بايلوت العديد من شركات الأدوات المنزلية على تطوير تركيبات جديدة من المنظفات وغيرها من منتجات التنظيف.
في سوق المنتجات منخفضة التكلفة، يُعدّ هذا المنتج منظفًا اقتصاديًا للغاية. ووفقًا لعارف، قد يحتوي فقط على مادة خافضة للتوتر السطحي رخيصة الثمن، مثل سلفونات ألكيل البنزين الخطي (LABS)، بالإضافة إلى النكهات والألوان. وفي المرحلة التالية من تصنيع المنتج، قد تُضاف مواد مساعدة أو مُحسّنة للتوتر السطحي، مثل سترات الصوديوم، ومادة لاصقة، ومادة خافضة للتوتر السطحي ثانية.
مادة LABS هي مادة خافضة للتوتر السطحي أنيونية، تتميز بقدرتها على إزالة الجزيئات من الأقمشة، وهي فعالة بشكل خاص على الأقمشة القطنية. أما المادة الخافضة للتوتر السطحي الشائعة الثانية فهي إيثوكسيلات الإيثانول، وهي مادة خافضة للتوتر السطحي غير أيونية، وتُعد أكثر فعالية من LABS، لا سيما في إزالة الشحوم والأوساخ من الألياف الصناعية.
في الطبقة الثالثة، قد يضيف مصنّعو الأقمشة مواد تبييض بصرية بسعر أقل قليلاً. تمتص هذه المواد الأشعة فوق البنفسجية وتطلقها في المنطقة الزرقاء لتجعل الملابس تبدو أكثر إشراقًا. غالبًا ما تحتوي هذه التركيبات على مواد فعالة سطحية أفضل، وعوامل مخلبية، ومواد بناء أخرى، وبوليمرات مضادة لإعادة الترسيب، والتي يمكنها حبس الأوساخ من ماء الغسيل لمنعها من الترسيب على النسيج مرة أخرى.
تتميز أغلى أنواع المنظفات باحتوائها على نسبة عالية من المواد الفعالة سطحياً، بالإضافة إلى مجموعة متنوعة من المواد الفعالة سطحياً الأخرى، مثل كبريتات الكحول، وكبريتات إيثوكسي الكحول، وأكاسيد الأمين، وصابون الأحماض الدهنية، والكاتيونات. كما تندرج ضمن هذه الفئة البوليمرات المتخصصة في التقاط الأوساخ (بعضها مصمم خصيصاً لشركات مثل بروكتر آند غامبل وهينكل) والإنزيمات.
لكن عارف يحذر من أن تراكم المكونات يفرض تحدياته الخاصة. فتركيب المنظفات، إلى حد ما، علم قائم بذاته، ويعرف الكيميائيون جودة المكونات الكيميائية، مثل النشاط السطحي للمواد الفعالة بالسطح.
وأوضح قائلاً: "مع ذلك، بمجرد وضع الصيغة، ستؤثر كل هذه الأمور على بعضها البعض، ولا يمكنك التنبؤ بدقة بما ستفعله الصيغة النهائية. لا يزال عليك اختبارها للتأكد من أنها تعمل في الواقع."
على سبيل المثال، يمكن للمواد الخافضة للتوتر السطحي والمواد المساعدة أن تثبط نشاط الإنزيمات، كما ذكر عارف. ويمكن لمصنعي المنظفات استخدام مثبتات الإنزيمات (مثل بورات الصوديوم وفورمات الكالسيوم) لحل هذه المشكلة.
أشار فرانكو بالا، كبير الباحثين في مشروع باتيل العالمي للمنظفات، إلى أن المحتوى العالي من المواد الفعالة سطحياً الموجودة في ماركات المنظفات الفاخرة قد يُسبب مشاكل أيضاً. وأوضح بالا قائلاً: "ليس من السهل إضافة هذا الكم الكبير من المواد الفعالة سطحياً بتركيز عالٍ كهذا". تصبح الذوبانية مشكلة، كما أن التفاعلات السلبية بين هذه المواد تُشكل مشكلة أيضاً.
بدأ برنامج باتيل متعدد العملاء، بقيادة بالا، في أوائل التسعينيات بتحليل تركيبات العلامات التجارية العالمية الكبرى لمنتجات التنظيف. يستخدم باتيل مجموعة من الأدوات العلمية لمساعدة مالكي العلامات التجارية وموردي المواد الخام على تجاوز قائمة المكونات لفهم، على سبيل المثال، درجة إيثوكسيل المواد الفعالة سطحياً أو ما إذا كان هيكل المادة الفعالة سطحياً خطياً أم متفرعاً.
قال بارا إن البوليمرات اليوم تُعدّ مصدراً مهماً للابتكار في مكونات المنظفات. فعلى سبيل المثال، يحتوي كل من منتجي تايد وبيرسيل على بولي إيثيلين إيمين إيثوكسيلات، وهو بوليمر ماص للأوساخ طورته شركة BASF لصالح شركة بروكتر آند غامبل، ولكنه متوفر الآن على نطاق أوسع لمصنعي المنظفات.
أشارت بالا إلى أن بوليمرات حمض التيريفثاليك موجودة أيضاً في بعض المنظفات عالية الجودة، والتي تغطي النسيج أثناء الغسيل، مما يسهل إزالة البقع والأوساخ في عمليات الغسيل اللاحقة. تستخدم باتيل تقنيات مثل كروماتوغرافيا نفاذية الهلام لفصل البوليمرات، ثم تستخدم مطيافية الأشعة تحت الحمراء لتحديد بنيتها.
يولي برنامج باتيل اهتمامًا بالغًا بالإنزيمات، وهي منتجات تقنية حيوية يواصل المصنّعون تطويرها سنويًا. ولتقييم نشاط الإنزيم، عرّض فريق بالا الإنزيم لركيزة تحتوي على مُلوّن. وعندما يُحلّل الإنزيم الركيزة، يتحرر المُلوّن ويُقاس باستخدام مطيافية الامتصاص أو مطيافية التألق.
كانت البروتيازات التي تهاجم البروتينات أول الإنزيمات التي أُضيفت إلى المنظفات في أواخر الستينيات. وشملت الإنزيمات التي أُضيفت لاحقًا الأميليز، الذي يُحلل النشا، والماناناز، الذي يُحلل مُكثّفات صمغ الغوار. عندما تُسكب أطعمة تحتوي على صمغ الغوار (مثل الآيس كريم وصلصة الباربكيو) على الملابس، تبقى العلكة عالقة بها حتى بعد الغسيل. فهي تتغلغل في النسيج وتُستخدم كغراء للأوساخ الحبيبية، مُسببةً بقعًا يصعب إزالتها.
يحتوي كل من بيرسيل بروكلين باور-ليكويد 2 في 1 وتايد ألترا ستين ريليز على البروتياز والأميلاز والماناناز.
يحتوي برسيل أيضًا على الليباز (الذي يُحلل الدهون) والسليولاز (الذي يُنظف بشكل غير مباشر عن طريق تحلل بعض الروابط الجليكوسيدية في ألياف القطن) لإزالة الأوساخ العالقة بالألياف. كما يُساعد السليولاز على تنعيم القطن وتحسين سطوع ألوانه. في الوقت نفسه، ووفقًا لوثائق براءة الاختراع، فإن الميزة الفريدة لمنظف تيدال هي وجود الجلوكاناز، الذي يُحلل السكريات المتعددة التي لا يستطيع الأميليز تحليلها.
لطالما كانت نوفوزيمز ودوبونت من كبار منتجي الإنزيمات، لكن شركة BASF دخلت هذا المجال مؤخرًا في صورة بروتيازات. وفي مؤتمر منتجات التنظيف الذي عُقد في ألمانيا الخريف الماضي، روّجت BASF لمزيجها الجديد من البروتياز وإيثوكسيلات بولي إيثيلين إيمين، مؤكدةً أن هذا المزيج يُحسّن أداء العملاء الراغبين في تركيب منظفات للغسيل في درجات حرارة منخفضة.
في الواقع، يقول عارف وغيره من مراقبي السوق إن السماح لمصنعي المنظفات بإنتاج مكونات تتطلب استهلاكًا منخفضًا للطاقة أو حمايةً للبيئة من مصادر طبيعية يُمثل الخطوة التالية في هذه الصناعة. في مايو من العام الماضي، أطلقت شركة بروكتر آند غامبل منتج تايد بوركلين، وهو نسخة من علامتها التجارية الشهيرة، حيث تأتي 65% من مكوناته من النباتات. ثم في أكتوبر، استحوذت شركة يونيليفر على شركة سيفينث جينيريشن، وهي شركة مصنعة للمنظفات النباتية وغيرها من منتجات التنظيف، للعودة إلى سوق المنظفات الأمريكية.
على الرغم من أن تحويل أفضل المكونات إلى منظفات حائزة على جوائز يمثل تحديًا دائمًا، إلا أن "الاتجاه السائد اليوم هو نحو المنتجات الطبيعية"، كما قال عارف. "يتساءل العملاء: كيف نصنع منتجات مشتقة من مواد طبيعية تكون أقل سمية للإنسان والبيئة، ولكنها لا تزال فعالة؟"