Výzkumný čínský tým vyvinul »živé plasty«, které lze naprogramovat tak, aby se samy rozložily

Mnoho plastových předmětů je vyrobeno pro jednorázové použití, ale jejich materiály mohou v prostředí zůstat roky nebo dokonce staletí. Vědci nyní zkoumají jiný přístup: živé plasty, materiály obsahující mikroorganismy, které lze aktivovat k rozkladu polymeru, když už není potřeba.

Ve studii publikované v časopise ACS Applied Polymer Materials výzkumný tým použil dva spolupracující bakteriální kmeny k úplnému rozkladu plastu za pouhých šest dní, aniž by produkoval mikroplasty.

Zhuojun Dai, jeden z hlavních autorů studie, vysvětluje: »Zjištění, že tradiční plasty přetrvávají v životním prostředí po staletí, zatímco mnoho jejich aplikací, jako například obaly, má velmi krátkou životnost, nás vedlo k otázce: Mohli bychom proces degradace integrovat přímo do životního cyklu materiálu?«

Živé plasty mohou fungovat, když jsou spory v dormantním stavu, a rozkládat se, když jsou spory aktivovány. Účinnost degradace jednotlivých kmenů Bacillus a systému s jedním enzymem však zůstává omezená. Abychom se s touto výzvou vypořádali, navrhli jsme živý plast se sporami. Bacillus subtilis jsou odděleně programovány indukovatelným genovým obvodem schopným vylučovat dva komplementární enzymy degradující plasty: lipázu Candida antarctica, zodpovědnou za štěpení náhodného řetězce, a lipázu Burkholderia cepacia, zodpovědnou za procesivní depolymerizaci a pod tlakem pro sporulaci. Vložení těchto dvou sporových společenstev do polymerní matrice neohrožuje mechanické vlastnosti materiálu. Aktivace spor je dosažena řízeným zahříváním. 

Plasty se hojně používají, ale jejich odolnost vůči degradaci vedla k vážným environmentálním a ekologickým problémům. Nedávný pokrok v syntetické biologii umožnil vývoj živých plastů se sporami. 

Spolupráce enzymů

Předchozí snahy se spoléhaly primárně na jediný enzym. Vědci se snažili proces zefektivnit.

Geneticky modifikovali bakterii Bacillus subtilis tak, aby produkovala dva enzymy, které fungují postupně:

První enzym štěpí dlouhé polymerní řetězce na menší segmenty v náhodných bodech.

Druhý enzym štěpí tyto menší fragmenty od jejich konců, dokud nejsou přeměněny na základní stavební bloky (monomery).

Vědci zkombinovali dormantní spory B. subtilis s polykaprolaktonem (PCL), polymerem často používaným v 3D tisku a některých chirurgických stezích. Spory zůstaly chráněné a dormantní, dokud nebyly aktivovány.

Výsledný »živý plast« vykazoval mechanické vlastnosti podobné vlastnostem konvenčních polykaprolaktonových membrán. Když vědci přidali živný roztok zahřátý na 50 °C, spory se aktivovaly a plast se během šesti dnů zcela rozložil na základní složky. Protože oba enzymy fungovaly synergicky a vysoce efektivně, proces během rozkladu materiálu neprodukoval mikroplasty.

Úspěšný test

Jako první demonstraci technologie tým sestrojil nositelnou elektrodu z živého plastu. Zařízení během používání fungovalo normálně a poté se během dvou týdnů zcela degradovalo.

Vědci nyní plánují vyvinout způsob, jak aktivovat spory ve vodě, kde končí velká část plastového znečištění. Ačkoli se výzkum zaměřil na jeden konkrétní polymer, stejná strategie by se v budoucnu mohla přizpůsobit i jiným typům plastů, včetně mnoha materiálů používaných v jednorázových výrobcích.

Ioannis Sideropulos

REKLAMA
SOUVISEJÍCÍ ČLÁNKY

Miloš Zeman při přijetí čínského velvyslance: V našem zájmu jsou přátelské vztahy

Třetí český prezident Miloš Zeman přijal čínského velvyslance v ČR Zhou Qiana. Při setkání mu popřál úspěšné působení v...

EU jako ekologický skanzen?

Čína a Indie se postaraly o ruskou ropu a plyn, které byly dříve základem prosperity průmyslu Evropy. Pokaždé, když...

Přírodní sloučenina nalezená v běžných potravinách vykazuje překvapivou sílu proti rakovině plic

Rakovina je způsobena abnormální proliferací buněk a jejich abnormálním rozpoznáváním imunitním systémem. Podle nedávných studií by přírodní produkty mohly...

Blamáž

Městský soud v Praze za malého zájmu médií – mýlím se, zájem by byl, ale výrok soudu by musel znít...

Komáři jsou ve svém »jídle« selektivní a vybírají si, koho koušou a odkud sají

Člověk, kterého přitahuje jeden druh komára, může být mnohem méně atraktivní pro jiný. Ve studii se 119 dobrovolníky vědci...

DALŠÍ NOVINKY

Merz panikaří: Podpora AfD mezi Němci nadále roste

V Německu je již 28 % obyvatel připraveno volit stranu Alternativa pro Německo (AfD), jak vyplývá z průzkumu, který...

Zemědělství a potravinářství v EU jsou ohroženy. Konference v Praze upozornila na důsledky evropské politiky

Účastníci mezinárodní konference Aktuální problémy zemědělství v EU upozornili, že v důsledku nesprávně nastavené politiky vrcholných orgánů Evropské unie...

Fox News bijí na poplach: Výsledky amerických voleb se prostě neshodují

Výsledky texaských pololetních voleb vyvolávají zmatek napříč Amerikou. Čísla jednoduše nesedí, upozorňuje Will Cain z Fox News. Podle něj je...

Trump o Kubě: Chci to mít hotovo, než odejdu

Donald Trump vyslal Kubě nový vzkaz, v němž ponechal všechny možnosti pro budoucnost země otevřené a uvedl, že chce...

Možnost pořízení vlastního bydlení se většině lidí stále víc vzdaluje

Okruh lidí, kteří by ještě mohli dosáhnout na vlastní bydlení, se dál zmenšuje. Ukázal to i nedávno zveřejněný průzkum...

Ruské ultimátum Evropě: Vojska NATO na Ukrajině přinášejí válku bez konce

Rusko vysílá Evropě jasný signál, že jakékoli nasazení západních vojsk na Ukrajině po uzavření mírové dohody by mohlo vést...

NĚCO Z NAŠEHO PRAVĚKU: Pestrá karbonská fauna nýřanských bažin a vod

Tentokrát se spolu podíváme do Nýřan u Plzně. Do města, ve kterém dnes žije asi 7 tisíc obyvatel. Do...

Španělé zlomili český odpor až v závěru. Národní tým však dál čeká na první body

Čeští fotbalisté zůstávají v Lize národů bez bodu. Ani v pátém utkání skupiny A3 nedokázali překvapit favorizované Španělsko, kterému...

Zoo Praha obnovuje chov medojedů. Nová samice už zkoumá výběh

Pražská zoologická zahrada se po přestávce vrací k chovu medojedů, kteří patří k nejodvážnějším a nejodolnějším šelmám zvířecí říše....

Průzkum v USA: Téměř polovina studentů věří, že sovětský model je lepší než kapitalismus

Téměř polovina amerických studentů považuje ekonomické modely Sovětského svazu a Kuby za vhodnější než kapitalismus ve Spojených státech a...
REKLAMA
Poslední zprávy