В комплекте с бактериями: ученые изобрели пластик, который сам себя "съедает", но при этом крепче

Повсеместное загрязнение окружающей среды пластиком является одной из самых больших экологических проблем человечества. Теперь ученые предложили еще одно интересное ее решение: пластик, вмещающий споры бактерий, его же съедающих. Звучит гениально, правда? А что еще интереснее, добавление спор бактерий, которые должны его есть, сделало пластик более жестким и прочным.

• Украинские ученые исследовали, могут ли силиконы "путешествовать" на огромные расстояния

Детали

Пластик является крепким, универсальным материалом, но те же характеристики, которые делают его полезным, также затрудняют утилизацию. Известно, что для разложения этого материала нужны десятилетия или столетия, поэтому огромное количество пластикового мусора засоряет свалки и океаны, а также продукты, если мы говорим о микропластике.

В последние годы ученые обнаружили бактерии, развившие способность расщеплять пластик, выделили ферменты, которые это делают, а также повысили их эффективность. Это может способствовать созданию более эффективных центров переработки, где пластик обрабатывается ферментами и бактериями. Но как насчет пластика, не доходящего для этих заведений?

Термопластичный полиуретан (TPU) – это прочный тип пластика, обычно используемый для изготовления обуви, спортивных товаров, чехлов для телефонов и автомобильных запчастей, но сейчас его нельзя перерабатывать.

Для нового исследования команда изучила новый потенциальный метод утилизации TPU – встраивание спор бактерий Bacillus subtilis, питающихся пластиком, прямо в сам пластик. Разработка предполагает, что вы можете пользоваться этим пластиком, как и обычным, а бактерии активируются и начнут его есть только когда он окажется на свалке. При этом разложение до 90% материала обещают через 5 месяцев на свалке.

Первой проблемой, которую следует преодолеть, является то, что высокая температура, используемая для производства пластика, уничтожит большинство спор бактерий. Таким образом, исследователи генетически модифицировали микробы, чтобы они выдерживали жару, и обнаружили, что от 96 до 100% отредактированных бактерий выжили при температуре обработки пластика 135 °C.

Затем они проверили, насколько хорошо бактерии расщепляют пластик, процесс, который запускают питательные вещества и влага в почве. В концентрациях до 1% веса пластика бактерии расщепляли более 90% материала в течение пяти месяцев после того, как его похоронили в компосте.

Также неожиданно оказалось, что пластик, изготовленный с добавлением спор, на 37% прочнее и имеет на 30% более высокую прочность на разрыв, чем обычный TPU. Команда предположила, что споры действуют как армирующий наполнитель.

Исследователи говорят, что эта потенциально масштабируемая техника может открыть новый способ утилизации TPU, в то же время сделав материал более прочным при использовании.

Ранее мы писали о том, как освещение влияет на продуктивность.