Създадоха пластмаса, която се самоунищожава, след като бъде изхвърлена

Учените създадоха „жива пластмаса“, която се самоунищожава, когато материалът започне да ерозира, съобщи Science alert.

Новият продукт се разгражда в рамките на един месец в сравнение с по-традиционните версии, на които отнема 55 дни да се разложат при същите условия.

Учени: Значително количество пластмасови частици се съдържат в човешкия мозък

Надеждната технология беше вдъхновена от силата на протеините, които дъвчат пластмаса. Те се произвеждат естествено от вид бактерия, открита през 2016 г. в съоръжение за рециклиране в Япония.

В последвалите години учените са открили няколко други вида бактерии, които са еволюирали ензими да ядат пластмаса и тези естествени протеини са вдъхновили синтетични версии, които са още по-гладни за нашите отпадъци.

Учени разработиха саморазграждаща се пластмаса

Изследователи от Китайската академия на науките (КАН), под ръководството на синтетичния биолог Ченуанг Танг, вече са открили как да изпекат бактериални спори, които отделят тези ензими в самата структура на пластмасата от поликапролактон (PCL).

По този начин, когато пластмасата започне да се разгражда, тези новоосвободени ензими могат да довършат задачата.

Бидейки големи, сложни протеини, ензимите често са нестабилни или дори крехки. Затова изследователите вградиха гена на ензима липаза от бактерията Burkholderia cepacia (BC) в ДНК-то на друг микроб, наречен Bacillus subtilis, който във формата на спори е устойчив на високи температури и налягания.

Докато повърхността на пластмасата ерозира, освободените спори започват да покълват. Растящият B. Subtilis тогава експресира своето копие на BC-липазата, която започва да разгражда почти напълно молекулите на PCL.

Когато за ускоряване на процеса е използвана втора липаза, произведена от дрождите Candida antarctica, пластмасата се е разградила в рамките на седмица, установили Танг и колегите му. За разлика от тях традиционните PCL пластмаси, третирани по същия начин, все още се запазват след три седмици.

Температурите и наляганията, необходими за създаване на PCL не са толкова екстремни като нужните условия за други пластмаси. За да тестват дали други спори могат да оцелеят преработката, необходима за създаването на други пластмаси, учените от КАН конструираха бактериите така, че да експресират флуоресцентни маркери.

Тестваните пластмасови продукти включват PBS (полибутилен сукцинат), PBAT (полибутилен адипат-котерефталат), PLA (полимлечна киселина), PHA (полихидроксиалканоати) и дори пластмаса PET (полиетилен терефталат), която изисква температури до 300 °C. При физическо разграждане или варене пластмасите, съдържащи спори, започват да светят.

Това подсказва, че спорите оцеляват „процесът на печене“ и освобождават съдържанието си, когато се задейства ерозията, точно както е планирано.

„Живите пластмаси останаха стабилни при потапяне в сода (Спрайт) за 60 дни, което предполага тяхната потенциална употреба за опаковъчни материали. Пластмасите също така са в състояние „да се разпаднат напълно без добавяне на антибиотици, което подчертава устойчивостта на системата“, обясни екипът.

Въпреки че изследването е само доказателство за концепцията, то е интригуващо решение на нарастващия проблем със замърсяването с пластмаса.

През последните около две десетилетия производството на пластмаса се е удвоило, но в същото време става твърде ясно колко голям проблем представляват пластмасовите продукти за околната среда.

Екипът от КАН се надява, че тяхната нова техника един ден ще вдъхнови устойчиви, биоразградими материали, които не замърсяват планетата ни в продължение на векове след само една употреба.