Микропластиката и нанопластиката станаа еден од главните 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 векови.

Токму затоа научниците одлучија да создадат нов пристап, да создадат пластика што ќе се распаѓа сама по себе, пишува „Саенс дејли“.

Познати како „жива пластика“, овие материјали содржат неактивни микроби способни да го разградат околниот полимер. Во студија објавена во „АЦС Применети полимерни материјали“, научниците развија верзија што целосно се распаѓа за шест дена без да формира микропластика.

– Сознанието дека традиционалните пластики преживуваат со векови, додека многу примени, како што е пакувањето, се краткотрајни, нè наведе да се запрашаме: „Можеме ли распаѓањето директно да го вклучиме во животниот циклус на материјалот?“ – рекол Жуоџун Даи, еден од авторите на трудот.

Некои микроорганизми природно произведуваат ензими што ги сечат долгите полимерни ланци на помали фрагменти. Бидејќи пластиката е направена од полимери, истражувачите истражуваат дали овие ензими, или микробите што ги произведуваат, можат да се вклучат директно во пластичните материјали.

– Со вклучување на овие микроби, пластиката можеше ефикасно да „оживее“ и да се самоуништува по наредба, претворајќи ја издржливоста од проблем во програмабилна карактеристика – објаснил Даи.

Поранешните дизајни на „жива пластика“ честопати се потпираа на еден ензим, што ја ограничуваше ефикасноста на разградувањето на материјалот. За да го подобрат процесот, Даи, Џин Генг, Дијанпенг Чи и нивните колеги генетски ја модифицираа бактеријата „бацилус субтилис“ за да произведат два ензими што ги разградуваат полимерите и кои работат заедно.

Првиот ензим случајно сече долги полимерни ланци, претворајќи ги во пократки делови. Вториот потоа дејствува на краевите на овие фрагменти, дополнително разградувајќи ги на нивните индивидуални мономерни градежни блокови.

Истражувачите ги комбинираа неактивните спори на „бацилус субтилис“ со поликапролактон (полимер што често се користи во 3Д печатење и некои хируршки конци). Одржувањето на бактериите во форма на спори ги заштитило сè додека тимот не бил подготвен да започне со процесот на распаѓање.

Готовата „жива пластика“ има механички својства слични на обичните поликапролактонски филмови. Таа остана цврста и функционална под нормални услови, што укажува дека додавањето на спори не го ослабнало значително материјалот.

За да ги активира бактериите, тимот додаде хранлива супа загреана на 50 степени Целзиусови. Спорите станаа активни и почнаа да произведуваат два ензима. Во рок од шест дена, пластиката е целосно редуцирана на нејзините основни градежни блокови.

Бидејќи ензимите работеа последователно, материјалот не се распадна едноставно на помали фрагменти од пластика. Процесот беше доволно ефикасен за да се спречи формирање на микропластика за време на распаѓањето.

За да демонстрираат можна примена во реалниот свет, истражувачите направија нослива пластична електрода од овој жив материјал. Уредот работи како што требало, а потоа целосно се распаѓа во рок од две недели од активирањето.

Овој резултат сугерира дека живата пластика на крајот би можела да се користи во производи кои треба да останат трајни ограничено време, но не треба да траат по отфрлањето.

Тимот сега се надева дека ќе развие метод што ги активира бактериските спори во водата, каде што се акумулира значителен дел од загадувањето со пластика.