Просто додай води. Учені розробили пластик, який буде сам себе знищувати

Новий матеріал включає в себе вбудовані ферменти, які розжовують пластик до нетоксичних молекул, не залишаючи слідів шкідливих мікропластиків, повідомляє ABC News.

"Насправді ферменти — це просто каталізатори, розроблені природою для проведення реакцій", — говорить матеріалознавець і співавтор дослідження Тін Сюй. "Якщо ви хочете отримати матеріал, який би став частиною природи, ми повинні використовувати те, що природа вже створила".

Професор Сюй уже понад десять років досліджує, як використовувати ферменти для боротьби із забрудненням природи і зробити матеріали більш здатними біологічно руйнуватися.

У 2018 році професор Сюй і його команда створили волокнисту клейонку з вбудованими ферментами, які розщеплюють токсичні хімічні речовини у воді.

Біорозкладні пластмаси, які за допомогою мікроорганізмів розпадаються на воду, вуглекислий газ або органічні матеріали, були запропоновані в ролі більш екологічно чистої альтернативи різновидам на нафтовій основі.

Багато з цих пластиків зроблені зі складних поліефірів, таких як полілокатова кислота (PLA) і полікабролактон (PCL).

У своєму новому дослідженні професор Сюй і його колеги розсіяли мільярди ферментів, що поїдають поліефір, у гранулах з PLA і PCL, які використовуються на ранніх етапах виробничого процесу для створення пластикових виробів.

Після розплавлення цих гранул вони сформували з матеріалу волокна для випробувань.

Щоб запобігти руйнуванню цих ферментів до того, як вони встигнуть виконати свою роботу, дослідники покрили їх спеціально розробленими полімерами, щоб вони залишалися вбудованими в пластик.

Без підтримки цього полімерного покриття ферменти могли лише частково "пережовувати" молекулярні ланцюги, залишаючи після себе забруднювальні мікропластики.

Але коли на них було покриття, ферменти змогли "пережовувати" ці великі молекули до їхніх будівельних блоків, подібно до того, як розпускають перлове намисто.

"Фермент не залишає пластику після себе", — говорить професор Сюй. "Навіть коли пластик розпадається на дуже дрібні шматочки, ферменти продовжують працювати".

Коли команда вчених додала свої ферментні поліефіри в домашній грунтовий компост з невеликою кількістю водопровідної води, 98 відсотків були перетворені на їхні окремі будівельні блоки всього за кілька днів.

Решта невеликих молекул були нешкідливими, а ферменти перетворювали PLA на молочну кислоту, джерело їжі для грунтових мікробів.

Ферменти роз'їдають пластмасу ще швидше в умовах промислового компостування: PCL руйнується всього за два дні за 40 градусів Цельсія, а PLA зникає протягом шести днів за 50 градусів.

"Впровадження декількох циклів створення і знищення — це те, що необхідно вивчити в майбутньому", — говорить Сюй.

Професор Сюй сказав, що одного разу цей підхід може бути застосований для створення продуктів, які більш піддаються біологічному розкладанню, від одягу з поліестеру до біорозкладного клею в телефонах і електроніці.