Plastik altı günde erir

Araştırmacılar kendi kendini yok eden bir plastik geliştirdiler; işin püf noktası tam anlamıyla malzemede.

Mikroplastik bırakmadan tamamen yok edilen plastik. Bu, küresel plastik atıklara ve kalıntılarına bir çözüm olacaktır. Ve tam da burada Çinli bilim insanları, en azından laboratuvarda önemli bir atılım gerçekleştirdiler.

Çin Bilimler Akademisi'nin Shenzhen İleri Teknoloji Enstitüleri'nden (SIAT) bir ekip, Harbin Teknoloji Enstitüsü'nden araştırmacılarla birlikte gömülü bakteri sporları içeren bir plastik geliştirdi.

Bunlar aktive edilirse altı gün içinde materyali temel moleküler elementlerine kadar ayrıştırırlar.

ACS Applied Polymer Materials dergisinde sunulduğu şekliyle bu yaklaşımı benzersiz kılan şey, iki bakteri türünün, plastiği parçalama konusunda birbirini oldukça mükemmel bir şekilde tamamlayacak şekilde genetik olarak programlanmış olmasıdır.

Başlangıç ​​noktası, ambalajlama gibi birçok uygulamanın kısa ömürlü olmasına rağmen, geleneksel plastiklerin yüzyıllar boyunca dayanabileceği farkındalığıydı. Yazar Zhuojun Dai, araştırmacıların bundan yola çıkarak bozulmanın doğrudan malzemenin yaşam döngüsüne entegre edilip edilemeyeceğini merak ettiklerini açıkladı.

Bir yerine iki enzim

Plastiği biyolojik olarak parçalamaya yönelik önceki girişimler, sınırlı bir başarı ile tek bir enzime dayanıyordu. Araştırmacılar artık farklı bir yaklaşım benimsediler: İki ayrı program programladılar Bacillus subtilissuşların her biri iki tamamlayıcı enzimden birini salgılayan uyarılabilir bir genetik devreye sahiptir.

Lipaz Candida Antarktika uzun polimer zincirlerini rastgele noktalarda keserek bir tür rastgele makas gibi davranır. Lipaz Burkholderia cepacia Öte yandan, süreçsel olarak çalışır: Ortaya çıkan parçaları uçlardan sistematik olarak tek tek monomerlere ayırır.

Bu etkileşim, mikroplastiklerin ayrışma sırasında oluşmamasının nedenidir. Bir enzim zincirleri parçaladığından ve diğeri parçaları tamamen çözünebilir yapı taşlarına ayırdığından geride hiçbir problemli parçacık kalmaz.

50 santigrat derecede aktivasyon

Destek malzemesi, 3D baskıda ve cerrahi dikiş malzemesi olarak yaygın olarak kullanılan bir polimer olan polikaprolaktondur (PCL).

Bakteriyel sporlar PCL'ye dinlenme halindeyken dahil edilir. Aktif olmadıkları sürece plastik, mekanik olarak geleneksel PCL filmleri gibi davranır: esnek ve stabildir.

Yalnızca 50 santigrat derecede besin çözeltisinin eklenmesi sporları uyandırır. Daha sonra iki enzimi serbest bırakmaya başlarlar ve parçalanma süreci altı gün içinde tamamlanır.

Konseptin bir kanıtı olarak araştırmacılar, kas aktivitesini ölçmek için elektromiyografik (EMG) sinyalleri yakalayabilen, canlı plastikten giyilebilir bir elektrot ürettiler. Elektrot beklendiği gibi performans gösterdi ve ardından iki hafta içinde tamamen bozuldu.

Uzun vadeli hedef: suda bozulma

Gelecekte bilim insanları, dünyadaki plastik atıkların çoğunun bittiği sudaki sporları harekete geçirecek bir tetikleme mekanizması geliştirmek istiyor.

Mevcut çalışma polikaprolaktona odaklanırken, araştırmacılar bu prensibin tek kullanımlık ürünler de dahil olmak üzere diğer plastik türlerine de uygulanabileceğini söylüyor.

Dai, mikropların bir araya gelmesiyle plastiğin “canlanabileceğini” ve komut üzerine kendi kendini yok edebileceğini, dayanıklılığı bir sorundan programlanabilir bir özelliğe dönüştürebileceğini söyledi.