ساخت پلاستیک زندهای که تنها در چند روز بهطور کامل تجزیه میشود
دانشمندان موفق به توسعه نوعی پلاستیک زنده شدهاند که میتواند بهصورت کنترلشده و در زمان دلخواه تجزیه شود؛ نوآوریای که میتواند تحولی اساسی در کاهش آلودگیهای پلاستیکی ایجاد کند.
به گزارش interestingengineering، در این پژوهش محققان با ترکیب پلیمرها و میکروبهای فعالشونده مادهای ساختهاند که در شرایط عادی پایدار باقی میماند، اما با دریافت یک محرک مشخص فرآیند تجزیه آن آغاز میشود. این پلاستیک حاوی اسپورهای غیرفعال باکتری است که در صورت فعال شدن، بهسرعت ساختار پلاستیک را تخریب میکنند.
تجزیه کامل بدون تولید میکروپلاستیک
پژوهشگران از دو سویه باکتریایی استفاده کردهاند که بهصورت هماهنگ عمل میکنند. این دو باکتری با ترشح آنزیمهای مکمل زنجیرههای پلیمری را ابتدا به قطعات کوچکتر شکسته و سپس آنها را به واحدهای سازنده اولیه تبدیل میکنند. نکته مهم این است که این فرآیند در مدت تنها شش روز انجام شده و برخلاف بسیاری از روشهای دیگر هیچ میکروپلاستیکی تولید نمیکند.
پلاستیک زنده دوام برنامهپذیر
به گفته ژووجون دای یکی از نویسندگان این تحقیق این فناوری میتواند دوام پلاستیک را از یک مشکل زیستمحیطی به یک ویژگی قابل برنامهریزی تبدیل کند. او تاکید میکند که ماندگاری صدها ساله پلاستیکها در حالی که بسیاری از کاربردهای آنها کوتاهمدت است انگیزه اصلی این پژوهش بوده است.
استفاده از سیستم زیستی چندبخشی
در این مطالعه پژوهشگران از باکتری Bacillus subtilis استفاده کردهاند که بهطور ژنتیکی مهندسی شده تا دو نوع آنزیم تجزیهکننده پلاستیک تولید کند: یک آنزیم که زنجیرههای پلیمری را بهصورت تصادفی خرد میکند و آنزیم دیگر که این قطعات را بهتدریج به واحدهای مولکولی اولیه تجزیه میکند. این سیستم دوگانه نسبت به روشهای پیشین که تنها از یک آنزیم استفاده میکردند، کارایی بسیار بالاتری دارد.
ساخت پلاستیک با قابلیت استفاده واقعی
برای آزمایش عملی تیم تحقیقاتی اسپورهای غیرفعال این باکتری را با پلیکاپرولاکتون (پلیمری رایج در چاپ سهبعدی و بخیههای جراحی) ترکیب کردند. ماده حاصل از نظر مکانیکی مشابه پلاستیکهای معمولی بود، اما زمانی که در معرض محلول غذایی با دمای ۵۰ درجه سانتیگراد قرار گرفت اسپورها فعال شده و کل ساختار پلاستیک را تجزیه کردند.
در یک نمونه کاربردی پژوهشگران یک الکترود پوشیدنی از این پلاستیک ساختند که توانست سیگنالهای الکترومیوگرافی (فعالیت عضلات) را بهدرستی ثبت کند و سپس طی دو هفته بهطور کامل تجزیه شد.
گامی بهسوی کاهش آلودگی پلاستیکی
محققان امیدوارند در آینده بتوانند محرکهایی طراحی کنند که در محیطهای آبی فعال شوند؛ جایی که بخش عمدهای از زبالههای پلاستیکی انباشته میشود. همچنین این رویکرد میتواند برای انواع مختلف پلاستیک بهویژه پلاستیکهای یکبارمصرف به کار گرفته شود.
این دستاورد با بهرهگیری از زیستشناسی مصنوعی و سیستمهای زیستی هماهنگ چشمانداز جدیدی برای مدیریت چرخه عمر پلاستیکها و مقابله با بحران جهانی آلودگی ارائه میدهد.
انتهای پیام/
