Crearea de „plastic viu” biodegradabil

Prin implantarea în materialul de bază a unor microorganisme care consumă plastic, oamenii de știință de la Universitatea Chineză din Hong Kong au creat un tip de „plastic viu” capabil să se biodegradeze.

Electrozii fabricați din plastic disponibil comercial (rândul de sus) se descompun mai greu decât electrozii fabricați din „plastic viu” (rândul de jos). Fotografie: ACS

Unele microorganisme (bacterii, ciuperci) sunt capabile să descompună lanțuri lungi de polimeri (plastice, bioplastice) prin secreția unor enzime extracelulare specifice. Pe baza acestui mecanism, oamenii de știință au modificat genetic sporii de Bacillus subtilis pentru a produce enzime care degradează plasticul, apoi i-au inoculat direct în materialul plastic original. Aceste microorganisme vor rămâne latente până când vor fi activate de o „soluție nutritivă” fierbinte, după care vor consuma complet plasticul în câteva zile, fără a lăsa în urmă particule de microplastic.

Nu este prima dată când oamenii de știință folosesc microorganisme pentru a descompune plasticul. În 2024, policaprolactona (PCL) a fost utilizată pentru a testa capacitatea unei enzime secretate de microorganisme de a-l descompune. Între timp, în SUA, o echipă de cercetare de la Universitatea din California a creat, de asemenea, un plastic TPU extrem de elastic care conține spori microbieni ce se pot descompune atunci când sunt eliminați în gropile de gunoi.

Totuși, inovația oamenilor de știință din Hong Kong constă în două aspecte. În primul rând, în loc să se bazeze pe o singură enzimă pentru a descompune polimerul, aceștia au modificat tulpinile de Bacillus subtilis pentru a produce două enzime care funcționează în sinergie și se completează reciproc. Mai exact, o enzimă descompune lanțurile lungi de polimeri, perturbându-le structura originală, în timp ce cealaltă enzimă le descompune. Comparativ cu metoda cu o singură enzimă, abordarea cu enzime duale este semnificativ mai eficientă, descompunând aproape complet PCL în doar 6 zile.

A doua inovație constă în încorporarea directă a sporilor microbieni în materialul plastic de bază, rezultând un produs „plastic viu”. Acest nou material posedă proprietăți mecanice durabile și flexibile, similare membranelor PCL convenționale. Atunci când o soluție nutritivă este adăugată drept catalizator la 50°C, aceasta activează sporii bacterieni, inițiind procesul de descompunere.

În cadrul experimentului, cercetătorii au folosit „plasticul viu” menționat anterior pentru a crea electrozi flexibili. Rezultatele au arătat că produsul a funcționat normal și s-a autodescompus la contactul cu un catalizator. Acest proces a durat două săptămâni fără a lăsa nicio urmă, inclusiv particule de microplastic.

Deși subliniază aplicațiile practice semnificative ale acestei cercetări, oamenii de știință recunosc limitarea noului tip de plastic: procesul său de degradare depinde încă de condițiile de mediu sau de catalizatori. Prin urmare, aceștia încearcă să dezvolte activatori de spori pe bază de apă, deoarece majoritatea deșeurilor de plastic ajung în cele din urmă în râuri, lacuri și mare. De asemenea, ei speră că noua metodă poate fi aplicată nu numai PCL-ului, ci și altor tipuri de materiale plastice, în special celor utilizate în mod obișnuit pentru a crea produse din plastic de unică folosință.

MAI QUEN (Conform newatlas, Societatea Americană de Chimie)

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