Okazuje się, że osadzenie enzymów w materiale powoduje jego szybki rozkład bez tworzenia mikrodrobin plastiku.
Szczypta enzymów zjadających polimery może sprawić, że biodegradowalne plastikowe opakowania i widelce staną się naprawdę kompostowalne.
Przy umiarkowanym cieple, splecione enzymami błony plastiku rozpadały się w standardowym kompoście lub zwykłej wodzie z kranu w ciągu dni lub tygodni, Ting Xu i jej współpracownicy donoszą 21 kwietnia w Nature.
„Biodegradowalność nie oznacza kompostowalności” – mówi Xu, naukowiec zajmujący się polimerami z University of California, Berkeley and Lawrence Berkeley National Laboratory.
Często znajduje kawałki biodegradowalnego plastiku w kompoście, który zbiera do ogrodu swoich rodziców.
Większość tworzyw sztucznych ulegających biodegradacji trafia na wysypiska, gdzie warunki nie sprzyjają ich rozkładowi, więc nie degradują się szybciej niż zwykłe tworzywa sztuczne.
Osadzenie enzymów rozbijających polimery w biodegradowalnym tworzywie sztucznym powinno przyspieszyć rozkład.
Ale ten proces często nieumyślnie tworzy potencjalnie szkodliwe mikroplastiki, które pojawiają się w ekosystemach na całym świecie.
Enzymy zlepiają się razem i losowo odcinają łańcuchy molekularne tworzyw sztucznych, co prowadzi do niepełnego rozpadu.
„Jest gorzej, niż gdybyś ich w ogóle nie degradował” – mówi Xu.
Jej zespół dodał poszczególne enzymy do dwóch biodegradowalnych tworzyw sztucznych, w tym kwasu polimlekowego, powszechnie używanego w opakowaniach do żywności.
Wstawili enzymy wraz z innym składnikiem, degradowalnym dodatkiem opracowanym wcześniej przez Xu, który zapewnił, że enzymy nie zbijają się razem i nie rozpadają się.
Pojedyncze enzymy chwyciły końce łańcuchów molekularnych plastiku i zjadały, jakby siorbały spaghetti, przecinając każde ogniwo łańcucha i zapobiegając tworzeniu się mikroplastiku.
Fiolki z wodą wodociągową zawierające nowe włókno z tworzywa sztucznego przed i po degradacji. Włókna z nowego tworzywa sztucznego ulegają całkowitej degradacji (po prawej) po zanurzeniu w wodzie wodociągowej na kilka dni Adam Lau / Berkeley Engineering
Dodanie enzymów zwykle powoduje, że plastik jest drogi i pogarsza jego właściwości.
Jednak enzymy Xu stanowią zaledwie 0,02 procent masy plastiku, a jej tworzywa są tak mocne i elastyczne, jak te, które są zwykle używane w torbach na zakupy.
Ta technologia nie działa na wszystkich tworzywach sztucznych, ponieważ ich struktury molekularne są różne.
Zespół Xu pracuje nad tym ograniczeniem.
Złożyła wniosek patentowy na tę technologię, a współautorka założyła startup, aby ją skomercjalizować.
„Chcemy, aby było to w każdym sklepie spożywczym” – mówi.
Źródło: Science News