Το νέο "ζωντανό πλαστικό" αυτοκαταστρέφεται μόλις πεταχτεί στα σκουπίδια

Live εικόνα Αθήνας από το Αστεροσκοπείο Πεντέλης

Νεφώσεις

1.5 °C

70%

ΑΡΧΙΚΗ

pentelikonews.gr

Επιστήμη - Υγεία

Προσαρμοσμένη αναζήτηση Google

ΕΠΙΣΤΗΜΗ ΚΑΙ ΥΓΕΙΑ

Το νέο "ζωντανό πλαστικό" αυτοκαταστρέφεται μόλις πεταχτεί στα σκουπίδια
Ημερομηνία: 29/8/2024, 12:28 - Εμφανίσεις: 170

Συνημμένη εικόνα: monthly_08_2024/post-3-0-54687200-1724923664.jpg

Οι επιστήμονες δημιούργησαν ένα «ζωντανό πλαστικό» που αυτοκαταστρέφεται όταν το υλικό αρχίζει να διαβρώνεται.

Κατά τη διαδικασία της κομποστοποίησης, το νέο προϊόν διασπάται μέσα σε ένα μήνα, σε σύγκριση με τις πιο παραδοσιακές εκδοχές που χρειάζονται έως και 55 ημέρες για να αποσυντεθούν υπό τις ίδιες συνθήκες. Η ελπιδοφόρα τεχνολογία εμπνεύστηκε από τη δύναμη των πρωτεϊνών που καταστρέφουν το πλαστικό, οι οποίες παράγονται φυσικά από ένα είδος βακτηρίων που ανακαλύφθηκε το 2016 σε μια εγκατάσταση ανακύκλωσης στην Ιαπωνία.

Στα χρόνια που μεσολάβησαν από τότε οι επιστήμονες έχουν βρει πολλά άλλα είδη βακτηρίων που έχουν αναπτύξει τα ένζυμα για να τρώνε πλαστικό, και αυτές οι φυσικές πρωτεΐνες έχουν εμπνεύσει συνθετικές εκδοχές που είναι ακόμη πιο πεινασμένες για τα απορρίμματά μας. Οι ερευνητές της Κινεζικής Ακαδημίας Επιστημών (CAS), με επικεφαλής τον συνθετικό βιολόγο Chenwang Tang, βρήκαν τώρα πώς να ψήνουν βακτηριακά σπόρια που εκκρίνουν αυτά τα ένζυμα στην ίδια τη δομή του πλαστικού πολυκαπρολακτόνης (PCL). Με αυτόν τον τρόπο, όταν το πλαστικό αρχίσει να αποικοδομείται, αυτά τα πρόσφατα απελευθερωμένα ένζυμα μπορούν να τελειώσουν το έργο.

Ως μεγάλες, πολύπλοκες πρωτεΐνες, τα ένζυμα είναι συχνά ασταθή ή και εύθραυστα. Έτσι, οι ερευνητές ενσωμάτωσαν το γονίδιο ενός ενζύμου λιπάσης από το βακτήριο Burkholderia cepacia (BC) στο DNA ενός άλλου μικροβίου που ονομάζεται Bacillus subtilis, το οποίο σε μορφή σπορίων είναι ανθεκτικό σε υψηλές θερμοκρασίες και πιέσεις. Καθώς η επιφάνεια του πλαστικού διαβρώνεται, τα απελευθερωμένα σπόρια αρχίζουν να βλαστάνουν. Το αναπτυσσόμενο B. subtilis εκφράζει στη συνέχεια το δικό του αντίγραφο της BC-λιπάσης, το οποίο αρχίζει να λειτουργεί σχεδόν πλήρως αποδομώντας τα μόρια PCL.

Όταν χρησιμοποιήθηκε μια δεύτερη λιπάση που παράγεται από τον ζυμομύκητα Candida antarctica για να επιταχυνθεί η διαδικασία, το πλαστικό αποικοδομήθηκε μέσα σε μια εβδομάδα, διαπίστωσαν ο Tang και οι συνάδελφοί του στο CAS. Αντίθετα, τα παραδοσιακά πλαστικά PCL που αντιμετωπίστηκαν με τον ίδιο τρόπο εξακολουθούν να υφίστανται μετά από τρεις εβδομάδες. Οι θερμοκρασίες και οι πιέσεις που απαιτούνται για τη δημιουργία PCL δεν είναι τόσο ακραίες όσο οι συνθήκες που απαιτούνται για άλλα πλαστικά. Για να ελέγξουν αν τα σπόρια θα μπορούσαν να επιβιώσουν από την επεξεργασία που απαιτείται για τη δημιουργία άλλων πλαστικών, οι ερευνητές του CAS τροποποίησαν τα βακτήρια ώστε να εκφράζουν φθορίζοντες δείκτες.

Τα πλαστικά προϊόντα που δοκιμάστηκαν περιλαμβάνουν το PBS (succinate polybutylene), το PBAT (polybutylene adipate-co-terephthalate), το PLA (polylactic acid), το PHA (polyhydroxyalkanoates), ακόμη και το πλαστικό PET (polyethylene terephthalate), το οποίο απαιτεί θερμοκρασίες έως και 300 oC. Όταν αποικοδομήθηκαν με φυσικό τρόπο ή βράστηκαν, τα πλαστικά που ήταν ενσωματωμένα σε σπόρους άρχισαν να λάμπουν.

Αυτό υποδηλώνει ότι τα σπόρια επιβιώνουν από τη «διαδικασία ψησίματος» και απελευθερώνουν το περιεχόμενό τους όταν ενεργοποιείται η διάβρωση όπως ακριβώς είχε σχεδιαστεί. «Τα ζωντανά πλαστικά παρέμειναν σταθερά όταν εμποτίστηκαν σε σόδα (Sprite) για 60 ημέρες, γεγονός που υποδηλώνει την πιθανή χρήση τους ως υλικά συσκευασίας», προσθέτει η ερευνητική ομάδα του CAS.

Τα πλαστικά ήταν επίσης σε θέση να «αποσυντεθούν πλήρως χωρίς την προσθήκη αντιβιοτικών, υπογραμμίζοντας την ευρωστία του συστήματος». Αν και η μελέτη είναι απλώς μια απόδειξη της έννοιας, είναι μια ενδιαφέρουσα λύση για το αυξανόμενο πρόβλημα της πλαστικής ρύπανσης. Τις τελευταίες δύο δεκαετίες περίπου, η παραγωγή πλαστικών έχει διπλασιαστεί, αλλά ταυτόχρονα γίνεται ολοένα και πιο σαφές πόσο μεγάλο πρόβλημα αποτελούν τα πλαστικά προϊόντα για το περιβάλλον καθώς και τα μικροπλαστικά για την υγεία μας.

Η ομάδα από το CAS ελπίζει ότι η νέα τεχνική τους θα εμπνεύσει μια μέρα βιώσιμα, βιοδιασπώμενα υλικά που δεν θα μολύνουν τον πλανήτη μας με πλαστικά και μικροπλαστικά για αιώνες μετά από μία μόνο χρήση.

Μείνετε σε επαφή μαζί μας: