Микропластиката и нанопластиката станаа еден од поголемите проблеми на модерното време. Многу пластични предмети се користат само неколку минути или часови, но материјалот може да остане во животната средина со децении или дури со векови. Токму поради тоа, научниците решија да направат нов пристап – да создадат пластика која сама ќе се разградува, пренесува ScienceDaily.
Познати како жива пластика, овие материјали содржат заспани микроби способни да го разградат околниот полимер. Во студијата објавена во ACS Applied Polymer Materials, научниците развија верзија која целосно се разгради за шест дена без да создаде микропластика.
– Сознанието дека традиционалната пластика опстојува со векови, додека многу примени, како што е амбалажата, се краткотрајни, нѐ наведе да се запрашаме: Можеме ли да го вградиме разградувањето директно во животниот циклус на материјалот? – изјави Џуоџун Даи, еден од авторите на трудот.
Некои микроорганизми природно произведуваат ензими кои ги сечат долгите полимерни синџири на помали фрагменти. Бидејќи пластиката е направена од полимери, истражувачите испитуваат дали овие ензими, или микробите што ги произведуваат, можат да се вградат директно во пластичните материјали.
– Со вградување на овие микроби, пластиката ефикасно би можела да „оживее“ и да се самоуништи по команда, претворајќи ја издржливоста од проблем во програмабилна карактеристика – објаснува Даи.
Претходните дизајни на жива пластика често се потпираа на еден ензим, што ја ограничуваше ефикасноста на разградувањето на материјалот. За да го унапредат процесот, Даи, Ѓин Генг, Дијанпенг Ќи и нивните колеги генетски ја модифицираа бактеријата Bacillus subtilis да произведува два ензими за разградување на полимери кои работат заедно.
Првиот ензим по случаен избор ги сече долгите полимерни синџири, претворајќи ги во пократки секции. Вториот потоа делува на краевите на тие фрагменти, дополнително разложувајќи ги на нивните поединечни мономери како основни градежни блокови.
Истражувачите ги комбинираа заспаните спори на B. subtilis со поликапролактон (полимер кои често се користи во 3Д-печатењето и за некои хируршки конци). Чувањето на бактериите во форма на спори ги штитеше сѐ додека тимот не беше подготвен да го започне процесот на разградување.
Готовата жива пластика имаше механички својства слични на обичните филмови од поликапролактон. Таа остана цврста и функционална во нормални услови, што сугерира дека додавањето на спорите не го ослабнало материјалот значително.
За да ги активираат бактериите, тимот додаде хранлив бујон (супа) загреан на 50 степени Целзиусови. Спорите станаа активни и почнаа да ги произведуваат двата ензими. Во рок од шест дена, пластиката целосно беше сведена на своите основни градежни блокови.
Бидејќи ензимите работеа во низа, материјалот не се распадна едноставно на помали фрагменти од пластика. Процесот беше доволно ефикасен за да го спречи настанувањето на микропластика за време на разложувањето.
За да ја демонстрираат можната примена во реалниот свет, истражувачите направија нослива пластична електрода од овој жив материјал. Уредот работеше како што беше предвидено, а потоа целосно се разгради во рок од две недели по активацијата.
Овој резултат сугерира дека живата пластика на крајот би можела да се користи во производи кои треба да останат издржливи во текот на ограничено време, но не би требало да опстојуваат откако ќе се фрлат.
Тимот сега се надева дека ќе развие метода која ги активира спорите на бактериите во вода, каде што се акумулира значителен дел од загадувањето со пластика.
© Vecer.mk, правата за текстот се на редакцијата
