Inovatívny bio-plast sa na povel sám zničí bez tvorby mikroplastov
KĽÚČOVÉ ZISTENIA:
-
Materiál obsahuje spiace bakteriálne spóry pripravené na jeho rozklad.
-
Proces deštrukcie sa spúšťa ponorením do roztoku s teplotou 50 °C.
-
Plast sa úplne rozloží za šesť dní bez tvorby mikroplastov.
Čínski vedci zo Šen-čenu vyvinuli prototyp polyméru so zabudovaným deštrukčným mechanizmom. Tento materiál obsahuje spiace spóry baktérie Bacillus subtilis integrované do polykaprolaktónu. Počas bežného používania zostávajú spóry neaktívne a plast si zachováva štandardné mechanické vlastnosti.
Deštrukčný proces sa spúšťa ponorením materiálu do živného roztoku zahriateho na 50 °C. Pri tejto teplote sa spóry prebúdzajú a produkujú enzýmy zamerané na rozklad plastu. Výskumníci naprogramovali dva rôzne kmene baktérií pre deľbu práce pri depolymerizácii.
Prvý kmeň produkuje lipázu z Candida antarctica na náhodné štiepenie dlhých polymérových reťazcov. Druhý kmeň vytvára lipázu z Burkholderia cepacia, ktorá tieto kratšie fragmenty rozkladá od ich koncov. Tento kooperatívny prístup zabezpečuje úplný rozklad materiálu v priebehu šiestich dní.
Štúdia publikovaná v ACS Applied Polymer Materials popisuje riešenie obmedzení systémov s jedným enzýmom. Pevné plasty obsahujú kryštalické oblasti, do ktorých jednotlivé enzýmy prenikajú len veľmi ťažko. Dve oddelené populácie baktérií zabraňujú metabolickým konfliktom a urýchľujú celkovú degradáciu.
Analýzy potvrdili, že primárnymi vedľajšími produktmi rozkladu sú malé molekuly s hmotnosťou pod 500 daltonov. Tieto molekuly môžu baktérie spätne využiť vo svojom vlastnom metabolizme. Tento proces na rozdiel od bežných biodegradovateľných plastov neprodukuje mikroplasty.
Pri výrobe nositeľnej elektródy tím zapuzdril medené drôty do izolačnej vrstvy z tohto polyméru. Elektróda spoľahlivo zaznamenávala elektromyografické signály ľudského predlaktia a dokázala uniesť záťaž 0,1 kg. Po aktivácii sa rozložila za dvanásť dní, pričom medené obvody zostali neporušené pre recykláciu.
Technológia zatiaľ funguje len na polykaprolaktóne a nebola testovaná na polyetyléne alebo polypropyléne. Aktivačný spúšťač vyžaduje teplý živný roztok, čo momentálne sťažuje aplikáciu pri čistení oceánov. Vývoj sa zameriava na prispôsobenie tohto mechanizmu pre štandardné spotrebiteľské obaly.
PREČO JE TO DÔLEŽITÉ: Materiál rieši plastové znečistenie bez tvorby mikroplastov a uľahčuje recykláciu elektroniky.
Zdroj: techspot.com foto: ChatGPT
