Просто добавь воды. Ученые разработали пластик, который будет сам себя уничтожать

Новый материал включает в себя встроенные ферменты, которые разжевывают пластик до нетоксичных молекул, не оставляя следов вредных микропластиков, сообщает ABC News.

"На самом деле ферменты — это просто катализаторы, разработанные природой для проведения реакций", — говорит материаловед и соавтор исследования Тин Сюй. "Если вы хотите получить материал, который бы стал частью природы, мы должны использовать то, что природа уже создала".

Профессор Сюй уже более десяти лет исследует, как использовать ферменты для борьбы с загрязнением природы и сделать материалы более биоразлагаемыми.

В 2018 году профессор Сюй и его команда создали волокнистую клеенку со встроенными ферментами, которые расщепляют токсичные химические вещества в воде.

Биоразлагаемые пластмассы, которые с помощью микроорганизмов распадаются на воду, углекислый газ или органические материалы, были предложены в качестве более экологически чистой альтернативы разновидностям на нефтяной основе.

Многие из этих пластиков сделаны из сложных полиэфиров, таких как полилокатовая кислота (PLA) и поликабролактон (PCL).

В своем новом исследовании профессор Сюй и его коллеги рассеяли миллиарды ферментов, поедающих полиэфир, в гранулах из PLA и PCL, которые используются на ранних этапах производственного процесса для создания пластиковых изделий.

После расплавления этих гранул они сформировали из материала волокна для испытаний.

Чтобы предотвратить разрушение этих ферментов до того, как они успеют выполнить свою работу, исследователи покрыли их специально разработанными полимерами, чтобы они оставались встроенными в пластик.

Без этого поддерживающего полимерного покрытия ферменты могли лишь частично "пережевывать" молекулярные цепи, оставляя после себя загрязняющие микропластики.

Но когда на них было покрытие, ферменты смогли "пережевывать" эти большие молекулы до их строительных блоков, подобно тому, как распускают жемчужное ожерелье.

"Фермент не оставляет пластика после себя", — говорит профессор Сюй. "Даже когда пластик распадается на очень мелкие кусочки, ферменты продолжают работать".

Когда команда ученых добавила свои ферментные полиэфиры в домашний почвенный компост с небольшим количеством водопроводной воды, 98 процентов были превращены в их отдельные строительные блоки всего за несколько дней.

Оставшиеся небольшие молекулы были безвредными, а ферменты превращали PLA в молочную кислоту, источник пищи для почвенных микробов.

Ферменты разъедают пластмассу еще быстрее в условиях промышленного компостирования: PCL разрушается всего за два дня при 40 градусах Цельсия, а PLA исчезает в течение шести дней при 50 градусах.

"Внедрение нескольких циклов создания и уничтожения — это то, что необходимо изучить в будущем", — говорит Сюй.

Профессор Сюй сказал, что однажды этот подход может быть применен для создания продуктов, которые более поддаются биологическому разложению, от одежды из полиэстера до биоразлагаемого клея в телефонах и электронике.