Научный прорыв: "живой" пластик сам себя переработает

Ученые из Калифорнийского университета в Сан-Диего создали "живой пластик", внутри которого замурованы споры бактерий-пожирателей полиуретана. Эта субстанция ведет себя как обычный материал, пока вы ее используете, но стоит отправить ее на компостную кучу — бактерии просыпаются и съедают тюрьму, в которой томились.

Фото: Pravda.Ru by Marina Lebedeva is licensed under Free for commercial use Биостакан и трубочка В этом материале: Биологический детонатор: как работает технология Почему пластик не рассыпается в руках Прощание с микропластиком Ответы на популярные вопросы о живом пластике Читайте также Биологический детонатор: как работает технология

Секрет успеха — бактерия Bacillus subtilis. В отличие от капризных микроорганизмов, этот парень умеет превращаться в спору — бронированную капсулу, которой плевать на жару и отсутствие еды. Ученые смешали эти "семена" с гранулами термопластичного полиуретана и прогнали через станок при температуре 135 градусов Цельсия. Обычная клетка превратилась бы в яичницу, но споры выжили. Они просто заснули внутри структуры, ожидая сигнала к действию. Это похоже на то, как работают системы, помогающие червям работать на урожай через постепенное высвобождение активных веществ.

"Мы видим здесь классический пример управления биологическим циклом внутри инертной материи. Споры Bacillus subtilis фактически играют роль спящего агента, который активируется только при попадании в специфическую среду компоста", — констатировал в беседе с Pravda.Ru учёный-физик Дмитрий Лапшин.

Чтобы запустить процесс саморазрушения, пластику нужны влага и питательные вещества из почвы. Искра жизни пробивает оболочку спор, бактерии начинают вырабатывать ферменты и буквально пережевывают полимерные цепи. В ходе эксперимента материал деградировал на 90% всего за пять месяцев в условиях обычной компостной ямы. Для сравнения: стандартный полиуретан переживет ваших правнуков в первозданном виде.

Почему пластик не рассыпается в руках

Главный страх инженеров — потеря прочности. Если вы набьете пластик дырками или инородными телами, он лопнет. Однако "живой" вариант превзошел ожидания. Исследователи обнаружили, что споры действуют как армирующий наполнитель. Прочность материала на разрыв выросла на 37%. Это напоминает старые загадки инженерии, когда мосты в тайге стоят десятилетиями вопреки логике износа.

Характеристика Показатель живого пластика Время распада в компосте 5 месяцев (90% массы) Температурная устойчивость спор Выдерживают до 135°C Изменение прочности Рост на 37.5% Безопасность Штамм сертифицирован как безопасный (GRAS)

"Важно понимать, что используемая бактерия не патогенна. Это безопасный для человека штамм, который повсеместно встречается в природе. Риск того, что такие изделия станут источником инфекции, практически исключен", — подчеркнул в беседе с Pravda.Ru микробиолог Николай Зуев.

Прощание с микропластиком

Проблема современных "биоразлагаемых" пакетов в том, что они часто просто распадаются на невидимую пыль, которая все равно отравляет океан. Здесь же бактерии доедают полимер до конца. Это победа над химической инерцией. Пока западные корпорации заняты шпионажем и поиском затонувших подлодок, фундаментальная наука решает вопрос выживания видов. Мы учимся создавать вещи, которые "вписаны" в биологический цикл Земли.

"Техногенное давление на экосистемы достигло предела. Если мы внедрим саморазлагающиеся материалы в массовое производство, это снимет колоссальную нагрузку с мусорных полигонов", — объяснил в беседе с Pravda. Ru эколог Денис Поляков.

Ответы на популярные вопросы о живом пластике Не начнет ли телефон из такого пластика гнить в кармане от пота?

Нет. Для активации спор нужна концентрация микробной жизни, характерная для почвы и компоста. Обычной влажности или прикосновений рук недостаточно для "пробуждения" бактерий.

Безопасны ли эти бактерии для людей и животных?

Используемый штамм Bacillus subtilis считается безопасным. Он широко применяется в сельском хозяйстве и даже в производстве некоторых продуктов питания в качестве пробиотика.

Можно ли перерабатывать такой пластик повторно?

Да, технология позволяет переплавлять материал. Исследования показали, что споры выдерживают несколько циклов нагрева, сохраняя способность к деградации материала в конце его жизненного пути.

Сколько стоит производство "живого" пластика?

На данный момент это дороже обычного производства, но добавление спор не требует изменения существующих промышленных линий, что упрощает внедрение технологии в будущем.

Читайте также Эфир шепчет чужими голосами: странные записи заставляют слышать тех, кого уже нет Видна за сотни километров, но путь закрыт: загадочная гора в Перу пугает местных жителей Эта кошка держала наших предков в страхе: история истребления приматов беспощадным охотником Небесное представление: как увидеть Цветочную Луну, не упустив момент в мае Май удивит небом: два полнолуния за месяц и загадки, которые волнуют астрономов Экспертная проверка: учёный-физик Дмитрий Лапшин, микробиолог Николай Зуев, эколог Денис Поляков наука бактерии экология  

Правда.Ру