Criando um "plástico vivo" biodegradável

Eletrodos feitos de plástico comercial (fileira superior) são mais difíceis de decompor do que eletrodos feitos de "plástico ecológico" (fileira inferior). Foto: ACS

Alguns microrganismos (bactérias, fungos) são capazes de decompor longas cadeias de polímeros (plásticos, bioplásticos) através da secreção de enzimas extracelulares específicas. Com base nesse mecanismo, cientistas modificaram geneticamente esporos de Bacillus subtilis para produzir enzimas degradadoras de plástico e, em seguida, os inocularam diretamente no material plástico original. Esses microrganismos permanecerão dormentes até serem ativados por uma "solução nutritiva" quente, após o que consumirão completamente o plástico em poucos dias, sem deixar partículas de microplástico.

Esta não é a primeira vez que cientistas usam microrganismos para decompor plástico. Em 2024, a policaprolactona (PCL) foi usada para testar a capacidade de uma enzima secretada por microrganismos de decompô-la. Enquanto isso, nos EUA, uma equipe de pesquisa da Universidade da Califórnia também criou um plástico TPU altamente elástico contendo esporos microbianos que podem se decompor quando descartados em aterros sanitários.

No entanto, a inovação dos cientistas de Hong Kong reside em dois aspectos. Em primeiro lugar, em vez de depender de uma única enzima para degradar o polímero, eles modificaram cepas de Bacillus subtilis para produzir duas enzimas que atuam em sinergia e se complementam. Especificamente, uma enzima quebra as longas cadeias de polímero, rompendo sua estrutura original, enquanto a outra enzima as degrada. Comparado ao método com uma única enzima, a abordagem com duas enzimas é significativamente mais eficaz, degradando quase completamente o PCL em apenas 6 dias.

A segunda inovação reside na incorporação direta de esporos microbianos no material plástico base, resultando em um produto de "plástico vivo". Este novo material possui propriedades mecânicas duráveis e flexíveis, semelhantes às membranas de PCL convencionais. Quando uma solução nutritiva é adicionada como catalisador a 50 °C, ela ativa os esporos bacterianos, iniciando o processo de decomposição.

No experimento, os pesquisadores utilizaram o já mencionado "plástico vivo" para criar eletrodos flexíveis. Os resultados mostraram que o produto funcionou normalmente e se decompôs espontaneamente ao entrar em contato com um catalisador. Esse processo levou duas semanas sem deixar qualquer vestígio, incluindo partículas de microplástico.

Embora enfatizem as importantes aplicações práticas desta pesquisa, os cientistas reconhecem a limitação do novo tipo de plástico: seu processo de degradação ainda depende das condições ambientais ou de catalisadores. Portanto, eles buscam desenvolver ativadores de esporos à base de água, já que a maior parte do lixo plástico acaba em rios, lagos e no mar. Eles também esperam que o novo método possa ser aplicado não apenas ao PCL, mas também a outros tipos de plásticos, especialmente aqueles comumente usados na fabricação de produtos plásticos descartáveis.

MAI QUEN (De acordo com o New Atlas, Sociedade Química Americana)

Fonte: https://baocantho.com.vn/tao-ra-nhua-song-tu-phan-huy-sinh-hoc-a204604.html