Plastik, który szybko się rozkłada. Naukowcom pomogły bakterie

Tworzywa sztuczne trafiające do naszego ekosystemu są problemem, o którym mówi się od lat i z którym nieustannie walczą zajmujący się tematem naukowcy i ekolodzy. Wielkim zagrożeniem jest zwłaszcza mikroplastik, który w dziesiątkach ton ląduje w oceanach, powodując skażenie ich na setki czy tysiące lat. Jego ślady znaleziono nawet na dnie Rowu Mariańskiego, czyli najgłębszego i najbardziej izolowanego miejsca na Ziemi.

Bakterie mogą uratować oceany przed zaśmieceniemBakterie mogą uratować oceany przed zaśmieceniem
Źródło zdjęć: © University of Rhode Island | Melissa Omand
Mateusz Tomiczek

Problem ten szczególnie dotyczy środowiska oceanografów, którzy często korzystają z jednorazowych, plastikowych instrumentów obserwacyjnych, które rozmieszczone w oceanie zwykle już tam pozostają, co tylko zwiększa ilość śmieci w wodzie. Potrzebne są trwałe materiały, które w warunkach morskich ulegną samodzielnej degradacji bez obciążania środowiska naturalnego.

Plastik z bakterii

Z rozwiązaniem problemu nadciąga grupa pod nazwą Nereid Biomaterials, która opracowuje biotworzywa możliwe do degradacji w środowisku oceanicznym. Zespół naukowców z wielu amerykańskich uniwersytetów sprzymierzył się ekologami z położonego przy wybrzeżu Kalifornii Narodowego Rezerwatu Morskiego Channel Islands i działającą w branży firmą Mango Materials. Na ten cel amerykańska agencja Narodowa Fundacja Nauki (NSF) przekazała grant w wysokości 5 milionów dolarów.

Bakterie mogą uratować nasze oceany
Bakterie mogą uratować nasze oceany © nereidbio.org

Aby stworzyć biodegradowalny plastik, zespół postanowił naśladować procesy występujące w naturze. Materiał z jakiego korzystają to polihydroksymaślan (PHB), naturalnie produkowany przez bakterie polimer. Ponieważ jest on substancją występującą w przyrodzie, istnieją w oceanie mikroby, które wyewoluowały tak, by móc go rozkładać. Naukowcy hodują też nowe szczepy bakterii, które będą rozkładać PHB szybciej lub wolniej, w zależności od tego, jaka będzie pożądana trwałość danego materiału. Dodatkową korzyścią jest fakt, że te same bakterie "zasilają się" też metanem emitowanym do wody przez oczyszczalnie ścieków.

A jak z polimeru wytwarzanego przez bakterie zrobić użyteczny przedmiot z tworzywa? Część zespołu pod przewodnictwem profesor Anne S. Meyer z Uniwersytetu Rochester opracowała pierwsze w swoim rodzaju bakteryjne drukarki 3D. Dzięki temu, produkując dany element, można poprzez strategiczne umieszczenie bakterii żywiących się PHB określić, kiedy i jak szybko biopolimer ulegnie degradacji. 

Instrumenty oceanograficzne z biopolimeru

W ramach testów biodegradowalnych tworzyw sztucznych stworzono instrumenty naukowe do pomiaru obiegu węgla w oceanie. Wydrukowane w 3D części z bioplastiku ulegną następnie rozkładowi, nie przyczyniając się jednocześnie do problemu zanieczyszczania mórz plastikiem. Profesor Meyer zaznacza, że w kolejnych fazach projektu produkowane przez nich materiały będą miały zastosowanie daleko wykraczające poza produkcję oprzyrządowania oceanicznego. Podkreśla też, że polimery te mogą być na tyle trwałe, by stosować je w przemyśle morskim i rybołówstwie.

Wybrane dla Ciebie
Najbardziej jadowita ryba świata. Jak działa jad szkaradnicy?
Najbardziej jadowita ryba świata. Jak działa jad szkaradnicy?
Syberyjskie tatuaże. Na mumii sprzed 2 tysięcy lat
Syberyjskie tatuaże. Na mumii sprzed 2 tysięcy lat
Może uszkodzić sprzęt. Ekspert ostrzega przed popularną pastą termoprzewodzącą
Może uszkodzić sprzęt. Ekspert ostrzega przed popularną pastą termoprzewodzącą
YouTube podnosi jakość starych filmów. AI skaluje materiały nawet do 1080p
YouTube podnosi jakość starych filmów. AI skaluje materiały nawet do 1080p
Wspólna koncepcja. Czym właściwie jest świaodmość?
Wspólna koncepcja. Czym właściwie jest świaodmość?
Otworzyli sarkofag sprzed 2 tys. lat. Szczątki zachowały się wyjątkowo dobrze
Otworzyli sarkofag sprzed 2 tys. lat. Szczątki zachowały się wyjątkowo dobrze
Gboard na Androida ma nowe opcje. Sprawdź aktualizację
Gboard na Androida ma nowe opcje. Sprawdź aktualizację
Efekt zmian klimatycznych. Mikroorganizmy budzą się po latach
Efekt zmian klimatycznych. Mikroorganizmy budzą się po latach
To był największy wybuch w historii. Car-bomba wywołała globalny niepokój
To był największy wybuch w historii. Car-bomba wywołała globalny niepokój
Zmiany w Messengerze. Przygotuj się
Zmiany w Messengerze. Przygotuj się
Nowa gra ze świata Wiedźmina w fazie przygotowań. Szukają scenarzysty
Nowa gra ze świata Wiedźmina w fazie przygotowań. Szukają scenarzysty
Chcieli skopiować maszynę do produkcji procesorów. Przyłapali chińskich inżynierów
Chcieli skopiować maszynę do produkcji procesorów. Przyłapali chińskich inżynierów