Китайская команда успешно разработала живой пластик, который полностью разлагается за шесть дней благодаря синергии двух ферментов

Репортаж от Wedoany，Китайские исследователи разработали новый тип живого пластика, встраивая активируемые разлагающие микроорганизмы непосредственно в полимерный материал, что позволяет изделию саморазрушаться после окончания срока использования. Соответствующие результаты были опубликованы в журнале «ACS Applied Polymer Materials». Автор-корреспондент Дай Чжоцзюнь отметил: «Осознание того, что традиционный пластик может сохраняться сотни лет, в то время как многие области его применения, например, упаковка, имеют очень короткий срок службы, заставило нас задуматься: можем ли мы встроить разложение непосредственно в жизненный цикл материала?»

Команда модифицировала бактерии Bacillus subtilis таким образом, чтобы они одновременно производили два синергично работающих фермента, разлагающих полимер. Один фермент отвечает за случайное разрезание длинных полимерных цепей, а другой — за постепенное «пережевывание» фрагментов с концов до мономерных звеньев. Дай Чжоцзюнь пояснил: «Встраивая эти микроорганизмы, живой пластик может эффективно „ожить“ и самоуничтожиться по команде, превращая долговечность из проблемы в программируемое свойство». Эта стратегия с двумя ферментами более эффективна, чем предыдущие решения, основанные только на одном ферменте: она позволяет полностью разложить пластик в течение шести дней, не образуя при этом частиц микропластика.

В ходе исследования ученые смешали покоящиеся споры Bacillus subtilis с поликапролактоном — полимером, который часто используется в 3D-печати и некоторых хирургических шовных нитях. Механические свойства полученного живого пластика сопоставимы с обычной пленкой из поликапролактона. Споры пробуждаются и начинают процесс разложения только при добавлении питательного раствора с температурой 50 градусов Цельсия. Через шесть дней материал полностью распадается на основные структурные единицы, и в течение всего процесса не образуется микропластика. В качестве доказательства концепции команда также изготовила из этого живого пластика носимый электрод, который функционировал нормально и полностью разложился в течение двух недель.

Эта технология обладает потенциалом для применения в одноразовых пластиковых изделиях и продуктах краткосрочного использования, особенно в сферах упаковки, медицинского оборудования и потребительских товаров. В дальнейшем исследователи планируют разработать методы, позволяющие запускать активность спор в воде, чтобы бороться с пластиковым загрязнением, попадающим в водоемы. Хотя текущие эксперименты сосредоточены на поликапролактоне, аналогичная стратегия может быть применима и к другим распространенным типам пластика. Данное исследование получило финансирование в рамках Государственной программы ключевых исследований и разработок, Шэньчжэньского фонда медицинских исследований, Государственного фонда естественных наук Китая, Фонда выдающихся молодых ученых Департамента естественных наук провинции Гуандун и Шэньчжэньской программы науки и технологий.

Данный материал скомпилирован платформой Wedoany. При цитировании материалов, созданных с помощью искусственного интеллекта (ИИ), необходимо обязательно указывать источник — «Wedoany». В случае выявления нарушения прав или иных проблем просим своевременно информировать нас. Сайт оперативно внесёт изменения или удалит материал.Электронная почта: news@wedoany.com