Jens Asbjørn Bøgen
Vilande bakterier inuti den ”levande plasten” kan aktiveras på kommando, varefter de bryter ner materialet.
Vi använder många plastprodukter i bara några minuter. Men när vi väl kastar dem ligger de kvar envist på soptippar eller flyter i världshaven i århundraden.
Nu har forskare hittat ett smart sätt att få dem att försvinna på kommando genom att utveckla ett nytt material som innehåller vilande bakterier.
Enligt ACS Applied Polymer Materials väntar dessa mikrober tålmodigt på en signal för att vakna. När de väl är aktiva bryter de ner den omgivande polymeren utan att lämna några mikroplaster efter sig. Inspirationen kom direkt från studier av vardagligt avfall.
Zhuojun Dai, en av studiens korresponderande författare, förklarar att ”insikten om att traditionell plast består i århundraden, medan många användningsområden, som förpackningar, är kortlivade, fick oss att fråga: Kan vi bygga in nedbrytning direkt i materialets livscykel?”
Så fungerar vetenskapen
Vissa naturliga organismer producerar enzymer som klyver molekylkedjor i mindre delar. Forskare ville kapsla in dessa enzymer i vanliga material utan att förstöra produkten.
”Genom att bädda in dessa mikrober kan plasten effektivt ’komma till liv’ och självförstöras på kommando, vilket förvandlar hållbarhet från ett problem till en programmerbar funktion”, förklarar Dai.
För att åstadkomma detta modifierade teamet en bakterie kallad Bacillus subtilis. I laboratoriet konstruerade de de små mikroberna så att de frigjorde två olika enzymer som samarbetar för att bryta ner strukturen.
Borta på sex dagar
Det första enzymet klyver långa kedjor på slumpmässiga ställen. Sedan tar det andra enzymet vid. Genom att verka från ändarna bryter det ner bitarna till sina grundläggande byggstenar.
Forskarna blandade vilande sporer i polykaprolakton, ett material som används vid 3D-utskrift. Den nya blandningen förblev stabil under normala förhållanden.
För att utlösa nedbrytningen sänkte teamet ner materialet i en näringslösning uppvärmd till 50 grader Celsius. Denna väckningssignal fick sporerna att omedelbart vakna till liv.
Inom sex dagar försvann plasten helt. Eftersom de två enzymerna arbetade i sekvens löstes materialet upp i sina grundläggande beståndsdelar i stället för att brytas ner till skadliga mikroplaster.
Vattenaktivering är nästa steg
För att bevisa konceptet konstruerade forskarna en tillfällig bärbar elektrod. Enligt studien fungerade enheten perfekt. Exakt två veckor efter aktiveringen löstes den upp helt.
Nu hoppas teamet kunna aktivera de vilande sporerna med hjälp av vanligt vatten. Detta genombrott skulle på sikt kunna bidra till att hantera de enorma mängder avfall som flyter i världens hav och floder.
Även om detta experiment fokuserade på en specifik polymer tror forskarna att samma metod skulle kunna fungera för vardagliga engångsartiklar.
