Ученые создали «живой» пластик, способный самоуничтожаться по команде

Традиционные полимеры практически не поддаются естественному разложению, сохраняясь в окружающей среде до 1000 лет. Группа исследователей из Китайского университета Гонконга предложила решение этой проблемы, разработав материал, в структуру которого внедрены особые микроорганизмы. Такой пластик способен полностью разлагаться в течение нескольких дней без образования опасных микрочастиц.

Принцип работы технологии

Основой разработки стали споры бактерии Bacillus subtilis. Ученые модифицировали их таким образом, чтобы микроорганизмы могли вырабатывать ферменты, расщепляющие длинные полимерные цепочки, из которых состоит пластик. В обычном состоянии эти бактерии остаются в спящем режиме, что позволяет материалу сохранять свои механические свойства.

Процесс самоуничтожения запускается при контакте с питательной средой, разогретой до 50 °C. Активированные споры начинают активно выделять ферменты, которые разрушают структуру полимера изнутри.

Двойное воздействие для максимальной эффективности

Ключевым преимуществом новой технологии стало использование двух типов ферментов, работающих в тандеме:

• Первый фермент разрезает длинные цепочки полимера в нескольких точках, критически ослабляя структуру материала.
• Второй фермент последовательно расщепляет полученные фрагменты до мельчайших молекул, которые легко перерабатываются микроорганизмами.

Данный подход показал гораздо большую эффективность по сравнению с методами, использующими только один тип ферментов. В ходе лабораторных испытаний образец из поликапролактона (PCL) полностью деградировал менее чем за неделю.

Перспективы и ограничения

На текущем этапе технология протестирована на поликапролактоне — материале, который уже считается биоразлагаемым. Ученые создали из него прототип носимого электрода, который после активации специальным составом исчез через две недели, не оставив после себя следов микропластика.

Перед исследователями стоят новые задачи по совершенствованию разработки:

• Разработка триггера на водной основе для более легкой активации процесса, так как большая часть пластиковых отходов попадает в водоемы.
• Адаптация метода для других видов пластика, которые массово используются в производстве одноразовой упаковки.
• Поиск способов активации без необходимости использования специфической питательной среды.

Результаты исследования опубликованы в научном журнале Applied Polymer Materials Journal.