Истражувачи развија нов вид пластика која може да се самоуништува на команда. Овие материјали, покрај полимерите, вклучуваат и активирачки микроби кои ја разградуваат пластиката. Тимот користел два бактериски соја, кои работеле заедно и целосно го разградиле материјалот во рок од само шест дена, без да создадат микропластика.
Истражувачите, исто така, истакнаа дека многу микроби можат да ги разградат долгите полимерни синџири на помали парчиња со помош на ензими. Бидејќи пластиката е полимер, овие ензими, или микробите што ги произведуваат, би можеле да се инкорпорираат во „жива пластика“.
„Со вклучување на овие микроби пластиката може ефикасно да „оживее“ и да се самоуништува по наредба, претворајќи ја издржливоста од проблем во програмабилна карактеристика. Сфаќањето дека традиционалните пластики траат со векови, додека многу примени, како што е пакувањето, се краткотрајни, нè натера да се запрашаме дали можеме директно да ја вклучиме деградацијата во животниот циклус на материјалот“, рече еден од авторите, Жуоџун Даи.
Неодамнешните достигнувања во синтетичката биологија овозможија развој на жива пластика вградена во спори. Истражувачите истакнаа дека живата пластика може да функционира кога спорите се во мирување и да се распаѓа кога спорите се активирани. Сепак, ефикасноста на деградацијата на поединечните соеви на Bacillus и системите со еден ензим останува ограничена.
„За да се справиме со овој предизвик, создадовме жива пластика вградена во конзорциум. Bacillus subtilis е посебно програмиран со индуцибилен генски низ способен да лачи два комплементарни ензими што ја разградуваат пластиката: липаза од Candida antarctica, одговорна за случајно расцепување на синџирот, и липаза од Burkholderia cepacia, одговорна за процесна деполимеризација и индуцирана во состојба на спорулација“, велат истражувачите во студијата.
Тимот додаде дека дополнително изработиле флексибилни, разградливи електронски уреди способни да детектираат човечки електромиографски сигнали користејќи жива пластика базирани на конзорциуми. Овој метод нуди потенцијална стратегија за справување со загадувањето со пластика преку програмирани координирани биолошки системи.
Тимот измешал спори на B. subtilis со поликапролактон (полимер вообичаен во 3D печатењето и некои хируршки конци) за да ги заштити микробите пред да бидат потребни. Резултатот е жива пластика која имала механички својства слични на оние на обичните поликапролактонски филмови. Сепак, откако хранливиот раствор бил додаден на 50 степени, спорите станале активни, разградувајќи ја пластиката до нејзините основни градежни блокови по само шест дена. Соработката помеѓу ензимите е толку ефикасна што дури и спречила формирање на пластични микрочестички за време на процесот на деградација.
Истражувачите открија дека како доказ за концептот тие создале преносна пластична електрода од нивната жива пластика и открија дека се однесува како што се очекувало – целосно деградирајќи се во рок од две недели.
Во иднина истражувачите се надеваат дека ќе развијат активирач за спори во вода, каде што завршува голем дел од загадувањето со пластика. Иако оваа работа се фокусира само на еден полимер, слична стратегија може да се користи и со други видови пластика, вклучително и оние што најчесто се наоѓаат во пластиката за еднократна употреба.
Додека претходните обиди се потпираа првенствено на еден ензим, истражувачите го конструираа Bacillus subtilis за да произведе два кооперативни ензими за да го разградат полимерот. Еден ензим делува како случаен секач, делејќи долги полимерни синџири на помали парчиња, додека друг полека ги сече овие парчиња од секој крај во нивните мономерни градежни блокови.
(Phys.org)
(фото: Wikimedia)
