O echipă internaţională de oameni de ştiinţă a reuşit să conceapă un material biodegradabil compus din bacterii cu capacitatea de a se descompune la sfârşitul duratei sale de viaţă utilă, aducând, astfel, o rază de speranţă în faţa uneia dintre cele mai grave probleme de mediu, poluarea cu plastic.
„Plasticul viu”, aşa cum îl definesc cercetătorii într-un studiu publicat marţi, 30 aprilie curent, în jurnalul Nature Communications, este un material moale din poliuretan termoplastic ce poate fi utilizat la producţia de încălţăminte, covoraşe, perne sau spumă cu memorie. Materialul este compus din spori bacterieni ai unei tulpini de Bacillus subtilis, o bacterie comună din sol care, atunci când este expusă la nutrienţii prezenţi în compost, germinează şi descompune acest material plastic, la sfârşitul ciclului său de viaţă.
„Aceasta este o proprietate inerentă a acestor bacterii”, a explicat unul dintre autorii studiului, Jon Pokorski, profesor de nanoinginerie la Universitatea din California, San Diego, Statele Unite.
Oamenii de ştiinţă au folosit spori bacterieni datorită rezistenţei lor la condiţii dure de mediu. Spre deosebire de sporii fungici, care au o funcţie reproductivă, sporii bacterieni posedă un scut proteic protector ce le permite bacteriilor să supravieţuiască în stare vegetativă.
Noul material se „autoconsumă” la finalul duratei sale de viață
Pentru a fabrica noul plastic biodegradabil, cercetătorii au introdus spori de Bacillus subtilis şi granule de poliuretan termoplastic într-o maşină de presare, în care cele două componente au fost amestecate şi topite la 135 de grade Celsius.
Cercetătorii au evaluat, ulterior, biodegradabilitatea materialului rezultat, plasându-l pe resturi de compost biologic activ şi steril, la 37 grade Celsius, cu o umiditate relativă de 44-55%. Apa şi alţi nutrienţi din compost au declanşat germinarea sporilor în plastic, care a fost biodegradat în proporţie de 90% în termen de cinci luni.
„Este puţin probabil ca majoritatea acestor materiale plastice să ajungă în instalaţii de compostare bogate în microbi. Aşadar, această capacitate de a se autodegrada într-un mediu fără microbi suplimentari face ca tehnologia noastră să fie şi mai viabilă”, a declarat Pokorski.
Cercetătorii admit că nu au studiat încă rămăşiţele materialului degradat, dar cred că sporii bacterieni persistenţi din acesta ar fi „inofensivi”, deoarece Bacillus subtilis este o tulpină folosită în probiotice şi, în general, este considerată inofensivă pentru oameni şi animale şi chiar benefică pentru sănătatea plantelor. În acest studiu, sporii bacterieni au fost modificaţi pentru a rezista la temperaturile ridicate necesare pentru producerea polimerului.
„Evoluăm celulele din nou şi din nou, până când ajungem la o tulpină optimizată pentru a tolera căldura”, a explicat un alt autor al studiului, Adam Feist, cercetător la aceeaşi universitate.
Deşi studiul actual se concentrează pe producţia unei cantităţi reduse din noul material plastic, la scară de laborator, pentru a analiza viabilitatea acestuia cercetătorii lucrează în prezent la optimizarea procesului de producere la scară industrială a plasticului care se autodistruge la sfârşitul duratei sale de viaţă utilă.
