Naučnici su razvili novu vrstu plastike koja može sama da se razgradi za svega šest dana, a pritom ne ostavlja mikroplastiku iza sebe.
Tim kineskih istraživača je ovog jula objavio rezultate svoje studije u časopisu ACS Applied Polymer Materials, opisujući novu vrstu plastike u koju su ugrađene genetski modifikovane bakterijske spore. Kada se aktivira, ovaj materijal se gotovo potpuno razgradi za svega šest dana, bez stvaranja fragmenata mikroplastike. Istraživački tim predstavio ga je kao potencijalnu novu strategiju za smanjenje zagađenja plastikom.
„Tradicionalna plastika opstaje vekovima, dok su mnoge njene primene, poput ambalaže, kratkotrajne“, navela je Zhuojun Dai, vodeća autorka studije, objašnjavajući šta je inspirisalo istraživanje.
Šta je „živa plastika“?
Tradicionalna plastika često se ne razgrađuje u potpunosti, već se vremenom usitnjava na sve manje delove poznate kao mikroplastika, koja može godinama ostati u životnoj sredini. Međutim, napredak sintetičke biologije omogućio je naučnicima da razviju plastiku koja sadrži uspavane bakterijske spore. Naziv „živa“ ne odnosi se na samu plastiku, već na spore koje se u njoj nalaze.
Spore ostaju neaktivne dok se materijal koristi, ali se u određenim uslovima mogu aktivirati i početi da proizvode enzime koji pomažu razgradnju plastike.
Za razvoj ovog materijala, Dai i njene kolege proučavali su mikroorganizme, posebno one koji prirodno stvaraju enzime sposobne da razbijaju duge polimerne lance na manje delove.
Materijal iza kojeg ne ostaje mikroplastika
Kineski naučnici navode da njihovo otkriće nije prvi primer žive plastike, ali se razlikuje po tome što koristi dva enzima. Prethodni pokušaji sa samo jednom vrstom enzima imali su ograničenu efikasnost u razgradnji materijala.
Međutim, u ovom istraživanju kineski naučnici su genetski izmenili dve populacije bakterije Bacillus subtilis, tako da svaka proizvodi po jedan enzim koji razgrađuje plastiku. Prvi enzim preseče duge polimerne lance na nasumičnim mestima i pretvara ih u kraće fragmente. Drugi enzim zatim dodatno razlaže krajeve tih fragmenata na osnovne molekularne jedinice – iste one od kojih je plastika prvobitno bila napravljena.
Istraživači su potom uspavane spore modifikovanih bakterija ugradili u polikaprolakton (PCL), biorazgradivi poliester koji se koristi, između ostalog, u hirurškim koncima i materijalima za 3D štampu. Novi materijal zadržao je čvrstinu i strukturu klasične plastike, ali je mogao da se aktivira kada više nije potreban.
Tim je zatim aktivirao spore tako što je materijal stavio u toplu hranljivu podlogu zagrejanu na oko 50 stepeni Celzijusa. Spore su zatim počele da proizvode oba enzima, koji su zajedno potpuno razgradili plastiku za šest dana.
Izum za sada testiran na biorazgradivoj plastici
Za sada je ovo istraživanje još u fazi dokazivanja koncepta. Naučnici su pristup testirali na biorazgradivoj plastici, a ne na konvencionalnoj plastici od koje se prave kese za kupovinu ili flaše za piće.
Međutim, istraživači smatraju da bi se ista strategija u budućnosti mogla primeniti i na druge polimere, posebno na plastiku za jednokratnu upotrebu, premda to još nije testirano.
Dodatni izazov predstavlja razvoj načina da se ugrađene spore aktiviraju van laboratorije, uključujući i u prirodnim sredinama poput vodenih ekosistema.
Izvor: Food & wine
Foto: pasja1000, Pixabay