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

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...

Šílenství centrálních bank: nákupy zlata míří do astronomických výšin

Nákupy zlata centrálními bankami se ve třetím čtvrtletí roku 2026 prudce zrychlily, protože klesající ceny zlata vytvořily příležitosti k...

DALŠÍ NOVINKY

Coufal usedl do olomouckého zastupitelstva. Svobodní tak v krajském městě získali vlastní hlas

Komunální volby 2026 přinesly do Zastupitelstva města Olomouce nové jméno za Svobodné. Mandát získal Bohuslav Coufal, IT specialista a...

AI bere lidem práci. Řemeslníci se ale bát nemusí, prestiž odborných škol roste

Umělá inteligence mění pracovní trh a lidé stále častěji přemýšlejí, zda jejich profese bude za několik let vůbec existovat....

Fox News: Evropa je v plamenech nepokojů kvůli chudobě a Amerika je další na řadě

Masové protesty a nepokoje v zemích EU, vyvolané prudce rostoucími životními náklady a neschopností občanů platit základní účty, jsou...

Soutěž mladých zoologů v Ostravě: letos se žáci zaměří na kočkovité šelmy

Téměř 2500 žáků ze 134 škol Moravskoslezského kraje se letos zapojilo do tradiční Soutěže mladých zoologů, kterou pořádá Zoo...

Odbory podpořily Mezinárodní stávku mládeže proti válce

Odborové sdružení Čech, Moravy a Slezska (OS ČMS) vyjádřilo podporu Mezinárodní stávce mládeže proti válce, která se v České...

Sebevraždy v Německu dosáhly 25letého maxima

Podle údajů Národního programu prevence sebevražd a Německé akademie pro prevenci sebevražd si v loňském roce v Německu vzalo...

Artis Brno zaskočil Jablonec a slaví historický postup

Fotbalisté Artisu Brno se postarali o jedno z největších překvapení osmifinále MOL Cupu. Účastníka Konferenční ligy Jablonec porazili 2:1,...

Zemědělci hledají cestu z krize. Pýcha obhájil vedení svazu, ministři slibují podporu české produkce

AKTUALIZOVÁNO Budoucnost českého zemědělství, jeho konkurenceschopnost, evropské dotace i rostoucí náklady na výrobu potravin. To byla hlavní témata dnešní Celostátní...

Abú Zabí: Jistý pokrok a důraz na procedury k dosažení systému evropské bezpečnosti

Druhý den jednání mezi Ruskem, Ukrajinou a Spojenými státy v Abú Zabí trval necelé dvě hodiny, což pravděpodobně odráží...

Svatý Martin se opozdí jen o pár dní. V pátek má dorazit první sníh, víkend už ale slibuje slunce

Na sněhovou nadílku si letos budeme muset ještě chvíli počkat. Podle aktuálního výhledu Českého hydrometeorologického ústavu (ČHMÚ) by však...
REKLAMA
Poslední zprávy