Κινέζοι επιστήμονες δημιούργησαν «ζωντανό πλαστικό» που αυτοκαταστρέφεται κατά παραγγελία

Πολλά πλαστικά προϊόντα σήμερα σχεδιάζονται για μία χρήση και παραμένουν στο περιβάλλον για χρόνια ή και αιώνες. Το «ζωντανό πλαστικό» περιέχει μικρόβια που απελευθερώνουν ένζυμα ικανά να το διασπάσουν, τα οποία ενεργοποιούνται κατά παραγγελία, αναφέρει ο Independent.

Σύμφωνα με μελέτη που δημοσιεύθηκε στο περιοδικό ACS Applied Polymer Materials, δύο στελέχη του κοινού βακτηρίου Bacillus subtilis συνεργάζονται ώστε να αποδομήσουν πλήρως το υλικό μέσα σε έξι ημέρες, χωρίς να δημιουργούνται μικροπλαστικά.

«Με την ενσωμάτωση αυτών των μικροβίων, τα πλαστικά θα μπορούσαν ουσιαστικά να “ζωντανέψουν” και να αυτοκαταστραφούν κατά παραγγελία, μετατρέποντας την ανθεκτικότητα από πρόβλημα σε προγραμματιζόμενο χαρακτηριστικό», εξηγεί ο Zhuojun Dai, από το Ινστιτούτο Συνθετικής Βιολογίας της Σενζέν.

Οι ερευνητές αξιοποίησαν την ικανότητα ορισμένων μικροβίων να διασπούν τις πολυμερικές αλυσίδες, δηλαδή τα δομικά στοιχεία του πλαστικού, με τη βοήθεια ενζύμων. Προηγούμενες προσπάθειες για τη δημιουργία «ζωντανού πλαστικού» βασίζονταν κυρίως σε ένα μόνο ένζυμο. Η κινεζική ομάδα πρόσθεσε δεύτερο ένζυμο, με στόχο να αυξήσει την αποτελεσματικότητα της διαδικασίας.

Το ένα ένζυμο «κόβει», το άλλο «μασάει»

Δημιούργησαν δύο στελέχη του Bacillus subtilis, ώστε το καθένα να παράγει διαφορετικό ένζυμο αποδόμησης πολυμερών. Το ένα δρα σαν κόφτης, τεμαχίζοντας τις μακριές πολυμερικές αλυσίδες σε μικρότερα κομμάτια. Το άλλο «μασάει» αργά τα κομμάτια σε μικρότερα δομικά στοιχεία, ξεκινώντας από τα άκρα τους.

Για να παραμείνουν τα μικρόβια ανενεργά μέχρι τη στιγμή που θα χρειαστούν, οι ερευνητές τα χρησιμοποίησαν στη μορφή ανθεκτικών σπορίων. Τα ενσωμάτωσαν σε πολυκαπρολακτόνη, ένα πολυμερές που χρησιμοποιείται μεταξύ άλλων στην τρισδιάστατη εκτύπωση και σε ορισμένα χειρουργικά ράμματα, με σταθερές μηχανικές ιδιότητες.

Όταν το πλαστικό τοποθετήθηκε σε θρεπτικό διάλυμα και η θερμοκρασία αυξήθηκε στους 50 βαθμούς Κελσίου, τα σπόρια ενεργοποιήθηκαν και τα βακτήρια αποδόμησαν το υλικό μέσα σε μόλις έξι ημέρες.

Στα επόμενα στάδια, οι ερευνητές σχεδιάζουν να αναπτύξουν μηχανισμό ενεργοποίησης των βακτηριακών σπορίων στο νερό, όπου καταλήγει μεγάλο μέρος των πλαστικών απορριμμάτων, καθώς και να δοκιμάσουν αντίστοιχες στρατηγικές σε άλλους τύπους πλαστικών μίας χρήσης.