Naujas kinų išradimas gali pakeisti pasaulį: mokslininkai atskleidė, kaip tai veikia

Mokslininkai pristatė vadinamąjį gyvą plastiką, kurio irimas gali būti įjungiamas tada, kai to prireikia. Medžiaga iš išorės primena įprastą plastiką ir pasižymi panašiomis mechaninėmis savybėmis, tačiau jos viduje įterptos specialiai suprojektuotos bakterijos.

Šios bakterijos išlieka tarsi miego būsenoje, kol gauna aktyvavimo signalą, pavyzdžiui, šilumą ir maistinių medžiagų. Tuomet jos pradeda skaidyti polimerą iš vidaus, o galutinis tikslas yra visiškas suskaidymas į paprastesnes molekules, nepaliekant mikroplastiko.

Kaip veikia: du fermentai vietoj vieno

Projekto esmė yra modifikuotos Bacillus subtilis bakterijos, kurios gamina du tarpusavyje veikiančius fermentus. Vienas fermentas veikia kaip žirklės ir sukarpo ilgus polimero grandinės fragmentus į mažesnes dalis, o kitas šiuos fragmentus toliau suskaido iki dar paprastesnių junginių.

Toks dviejų fermentų derinys, kaip teigiama, yra efektyvesnis už ankstesnius bandymus, kai buvo remiamasi vienu fermentu. Laboratoriniuose bandymuose medžiaga visiškai suiro maždaug per šešias dienas, kai buvo sudarytos tinkamos sąlygos aktyvacijai.

Kur tai galėtų būti pritaikyta?

Medžiagos pagrindas yra polikaprolaktonas, naudojamas, be kita ko, medicinoje ir 3D spausdinime. Dėl to kuriamas plastikas teoriškai galėtų būti pritaikytas ne tik vienkartinėms pakuotėms, bet ir ten, kur svarbus tikslus „gyvavimo“ laikas.

Tyrėjai taip pat pademonstravo prototipą, susijusį su dėvima elektronika: lankstų įrenginį, kuris veikė kaip kūnui nešiojama elektrodo tipo detalė, o vėliau suiro per maždaug dvi savaites. Tokie pavyzdžiai rodo kryptį, kur „vienkartinis“ gali reikšti suplanuotą, kontroliuojamą irimą, o ne ilgalaikę taršą.

Didžiausias pažadas ir didžiausias ribojimas

Pagrindinė idėja yra galimybė programuoti plastiko ilgaamžiškumą: vietoje medžiagų, kurios aplinkoje išlieka dešimtmečius, kurti tokias, kurios suyra tada, kai objektas nebereikalingas. Tai atitinka platesnę pasaulinę tendenciją ieškoti alternatyvų tradiciniams polimerams ir sprendimų, mažinančių mikroplastiko susidarymą.

Vis dėlto dabartinėje stadijoje technologija dar turi ribojimų. Skilimas reikalauja specifinių sąlygų, tokių kaip aukštesnė temperatūra ir maistinių medžiagų buvimas, todėl realioms atliekų srautų situacijoms dar reikia papildomų sprendimų, pavyzdžiui, aktyvavimo vandenyje ar įprastose aplinkos sąlygose.

Jei ateityje pavyktų užtikrinti saugų, patikimą irimą ne laboratorijoje, o realiame pasaulyje, tokie polimerai galėtų tapti svarbia kryptimi pakuočių, medicinos priemonių ir trumpalaikės elektronikos srityse. Tačiau iki masinio pritaikymo dar teks įrodyti stabilumą, saugumą ir gamybos mastelio galimybes.