Kineski tim je razvio 'živu plastiku' od polikaprolaktona koja sadrži spore dve genetski izmenjene vrste Bacillus subtilis. U laboratorijskim uslovima, aktivacijom u hranljivom bujonu na 50°C bakterije razlažu materijal gotovo do monomera za 6 dana bez stvaranja mikroplastike. Istraživanje je objavljeno u ACS Applied Polymer Materials. Sledeći koraci uključuju razvoj okidača koji funkcioniše u vodi i primenu metode na druge vrste plastike.
Kineski naučnici stvorili 'živu plastiku' koja se razlaže za 6 dana bez mikroplastike
Chinese scientists create self-destructing ‘living plastic’
Kineski istraživači razvili su novu vrstu 'žive plastike' koja u laboratorijskim uslovima može da se aktivira po komandi i potpuno razgradi bez nastanka mikroplastike. Materijal sadrži spore dve genetski izmenjene vrste bakterije Bacillus subtilis koje proizvode različite enzime za raspad polimernih lanaca, a istraživanje je objavljeno u časopisu ACS Applied Polymer Materials.
Kako funkcioniše
Spore bakterija su stabilno inkorporirane u matricu polikaprolaktona (polycaprolactone), polimera koji se koristi u 3D štampi i nekim hirurškim koncima. Dok su u spornom, dormantnom obliku, mikrobi ne utiču na mehanička svojstva materijala. Aktivacija se postiže stavljanjem uzorka u hranljivi bujon i podizanjem temperature na 50°C, uslovima u kojima se spore probude i započinju proizvodnju enzima.
‘Living plastic’ degrades in just six days without creating any microplastics (ACS Applied Polymer Materials)
Tim koristi dve komplementarne vrste Bacillus subtilis: jedna proizvodi enzim koji nasumično cepa duge polimerske lance na manje fragmente (endonukleolitička aktivnost), dok druga deluje iz krajeva fragmenata i postupno ih razlaže do osnovnih monomera (eksonukleolitička aktivnost). U eksperimentima ovaj mikrobni konsorcijum je u roku od šest dana razgradio polikaprolakton gotovo do njegovih osnovnih jedinica, bez detekcije mikroplastike.
"Shvatanje da tradicionalna plastika opstaje vekovima, dok su mnoge primene poput ambalaže kratkotrajne, navelo nas je da pokušamo da ugrađujemo degradaciju direktno u životni ciklus materijala", rekao je Zhuojun Dai iz Shenzhen Institute of Synthetic Biology.
Ograničenja i naredni koraci
Iako su rezultati obećavajući, treba naglasiti da su do sada postignuti u kontrolisanim laboratorijskim uslovima (hranljivi bujon, povišena temperatura). Pre nego što se tehnologija primeni u realnom svetu, istraživači planiraju da razviju okidač koji bi aktivirao spore u vodi — gde završava veliki deo plastičnog otpada — i da prilagode pristup drugim vrstama plastike koje se široko koriste za jednokratne proizvode. Dalje studije će takođe morati da reše pitanja skaliranja, sigurnosti mikroorganizama i regulatorne usklađenosti.
Ova studija predstavlja značajan korak u pravcu programabilne biorazgradnje materijala, ali praktična primena zahteva dodatni razvoj i procenu uticaja na životnu sredinu i zdravlje.
Pomozite nam da budemo bolji.
