دانشمندان چینی یک «پلاستیک زنده» ساختهاند که میتواند در زمان دلخواه، بدون ایجاد ریزپلاستیکها، خود را تجزیه کند؛ پیشرفتی که میتواند به کاهش بار و انباشت فزاینده زبالههای تجزیهناپذیر کمک کند.
امروزه بسیاری از محصولات پلاستیکی برای استفاده یکباره طراحی میشوند و این ماده میتواند سالها در محیط باقی بماند.
این «پلاستیک زنده» حاوی میکروبهایی است که آنزیمهای تجزیهکننده پلاستیک آزاد میکنند و میتوان آنها را در زمان دلخواه فعال کرد. دانشمندان در مقالهای که در نشریه «ایسیاس مواد پلیمری کاربردی» (ACS Applied Polymer Materials) منتشر شد، نشان دادند که دو سویه از باکتری رایج «باسیلوس سوبتیلیس» با همکاری یکدیگر، بدون آنکه ریزپلاستیک تولید شود، این ماده را طی شش روز بهطور کامل تجزیه میکنند.
ژووجون دای، نویسنده این مقاله از موسسه زیستشناسی مصنوعی شنژن، گفت: «درک این موضوع که پلاستیکهای رایج قرنها باقی میمانند، در حالی که بسیاری از کاربردهای آنها مانند بستهبندی، عمر کوتاهی دارند، سبب شد این پرسش را مطرح کنیم: آیا میتوانیم تجزیه را مستقیم در چرخه عمر این ماده وارد کنیم؟»
«با قرار دادن این میکروبها درون پلاستیک، پلاستیکها عملا میتوانند 'زنده شوند' و در زمان دلخواه، خود را تجزیه کنند و ماندگاری را از یک مشکل، به یک ویژگی برنامهریزیپذیر تبدیل کنند.»
مشخص شده است که بسیاری از میکروبها با استفاده از آنزیمهایشان، زنجیرههای پلیمری، یعنی اجزای سازنده پلاستیک، را به قطعات کوچکتر تجزیه میکنند.
Read More
This section contains relevant reference points, placed in (Inner related node field)
تلاشهای پیشین برای طراحی «پلاستیک زنده» عمدتا به یک آنزیم واحد متکی بودند. پژوهشگران چینی برای بهبود کارایی تجزیه، آنزیم دومی را اضافه کردند.
آنها دو سویه از باسیلوس سوبتیلیس را مهندسی کردند که هرکدام یک آنزیم متفاوت تجزیهکننده پلیمر تولید میکردند.
یکی از آنزیمها مانند یک خردکننده نامنظم عمل میکند و زنجیرههای بلند پلیمر را به قطعات کوچکتر میبُرَد. در حالی که آنزیم دیگر بهآرامی این قطعات را از هر دو انتها به کوچکترین اجزای سازنده آنها تجزیه میکند.
دانشمندان از میکروبها تا زمانی که برای تجزیه پلاستیک به آنها نیاز باشد، با نگه داشتن آنها در قالب «اسپورهای خفته» محافظت کردند. آنها اسپورها را در پلیکپرولاکتون، پلیمری با خواص مکانیکی پایدار که معمولا در چاپ سهبعدی و برخی بخیههای جراحی استفاده میشود، قرار دادند.
[توضیح: اسپورهای خفته (Dormant Spores)، ساختارهای بسیار مقاوم و غیرفعالیاند که برخی باکتریها (مانند باسیلوس) در شرایط نامساعد محیطی (کمبود غذا، خشکی، گرما) تولید میکنند. این اسپورها با دیوارههای ضخیم پروتئینی، میتوانند سالها زنده بمانند و پس از بازگشت شرایط مساعد، به سلول فعال تبدیل شوند]
پس از آنکه پلاستیک به یک محیط کشت مغذی افزوده شد و دما به ۵۰ درجه سانتیگراد افزایش یافت، اسپورها فعال شدند و باکتریها این ماده را تنها طی شش روز، کاملا تا سطح اجزای سازنده آن تجزیه کردند.
دانشمندان یادآور شدند: «فعالیت آنزیمی مشارکتی درون این کنسرسیوم میکروبی عملکردی بهتر از یک سامانه تکسویهای دارد و امکان تجزیه تقریبا کامل ماتریس پلیکپرولاکتون را طی شش روز فراهم میکند.»
پژوهشگران در مطالعات بعدی قصد دارند محرکی برای اسپورهای باکتریایی در آب توسعه دهند؛ جایی که بخش بزرگی از زبالههای پلاستیکی سر از آنجا درمیآورد. آنها همچنین قصد دارند از راهبردی مشابه برای انواع دیگر پلاستیکها، مانند پلاستیکهای رایج در محصولات یکبارمصرف، استفاده کنند.
© The Independent
