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

Czy to koniec życia na Ziemi? Taka może być przyszłość naszej planety
Czy to koniec życia na Ziemi? Taka może być przyszłość naszej planety
Sztuczna inteligencja przywraca dinozaury. Są jak żywe
Sztuczna inteligencja przywraca dinozaury. Są jak żywe
Rekordowa odległość. Sonda Psyche przekazała sygnał z odległości 350 mln km
Rekordowa odległość. Sonda Psyche przekazała sygnał z odległości 350 mln km
Napęd plazmowy. Nowa broń w walce z kosmicznymi śmieciami
Napęd plazmowy. Nowa broń w walce z kosmicznymi śmieciami
To przez działalność człowieka. Rekiny wielorybie są zagrożone
To przez działalność człowieka. Rekiny wielorybie są zagrożone
NGC 2775. Galaktyka, która wymyka się klasyfikacji
NGC 2775. Galaktyka, która wymyka się klasyfikacji
Powstają na Syberii. Naukowcy wskazują na gaz ziemny
Powstają na Syberii. Naukowcy wskazują na gaz ziemny
Ten fotosynentyczny mikroorganizm jest zagrożony. Naukowcy alarmują
Ten fotosynentyczny mikroorganizm jest zagrożony. Naukowcy alarmują
Nowy model AI przewiduje choroby z wyprzedzeniem 10 lat
Nowy model AI przewiduje choroby z wyprzedzeniem 10 lat
Tajemniczy "ciemny tlen" odkryty na dnie Pacyfiku
Tajemniczy "ciemny tlen" odkryty na dnie Pacyfiku
Nowa metoda recyklingu plastiku. Rozłoży nawet PVC
Nowa metoda recyklingu plastiku. Rozłoży nawet PVC
Jest ich mniej. Nawet w środowiskach, gdzie nie ingeruje człowiek
Jest ich mniej. Nawet w środowiskach, gdzie nie ingeruje człowiek