Zespół z Uniwersytetu Shinshū w naturalnych, choć dosyć ektremalnych warunkach przetestował nowy rodzaj bioplastiku, który może pomóc w ograniczeniu coraz groźniejszego zanieczyszczenia środowiska tworzywami sztucznymi.

Mowa o substancji o skomplikowanej chemicznej nazwie poli(D-laktyd-ko-3-hydroksymaślan), w skrócie LAHB. Jest ona produkowana za pomocą genetycznie zmienionej bakterii.

Wykonane z niej folie naukowcy umieścili w w oceanie, na głębokości 885 metrów, na okres siedmiu i trzynastu miesięcy. Obok nich na tę samą głębokość sprowadzili tradycyjne tworzywo – PLA.

Po siedmiu miesiącach biopolimer był rozłożony w 31 proc., a po trzynastu – w 80 proc. Jednocześnie był on wyraźnie pokryty bakteryjnym biofilmem.

Tymczasem zwykły plastik pozostał praktycznie nienaruszony.

Bliższe analizy pokazały dokładniej sposób rozkładu ekologicznego „plastiku”. Gammaproteobakterie wytwarzały enzymy, które rozkładają długie łańcuchy polimerowe na mniejsze fragmenty. Niektóre gatunki produkowały również enzymy, które dalej rozszczepiały te fragmenty. Te mniejsze cząsteczki były z kolei konsumowane przez inne bakterie, w tym proteobakterie grupy alfa i desulfobacter.

Ostatecznie z polimeru powstawał dwutlenek węgla, woda i inne nieszkodliwe związki.

„Badanie to odnosi się do jednej z najpoważniejszych wad obecnych bioplastików, czyli braku biodegradowalności w środowisku morskim. Wykazując, że LAHB może ulegać rozkładowi i mineralizacji nawet w warunkach głębinowych, badanie to wskazuje drogę do bezpieczniejszych alternatyw dla konwencjonalnych tworzyw sztucznych i wspiera przejście na cyrkularną bioekonomię” – mówi prof. Taguchi.

Badacze przypominają o spowodowanej przez plastiki ekologicznej katastrofie. Jak podają, powołując się na opracowanie OECD Global Plastics Outlook z 2022 roku, w 2019 roku na świecie wyprodukowano 353 milionów ton plastikowych śmieci, z czego 1,7 mln ton dostało się bezpośrednio do wodnych ekosystemów. Wiele z tych odpadów zostaje na długi czas uwięzionych w dużych, krążących prądach, tworząc owiane złą sławą wielkie plamy śmieci.

LAHB badano już wcześniej, ale dotąd stwierdzono tylko, że dobrze rozkłada się w rzekach i płytkich wodach morskich. Tymczasem na dużej głębokości panują inne warunki – ciśnienie, zasolenie czy temperatura. Dużo mniej jest także składników odżywczych dla rozkładających plastik bakterii.

„Nasze badanie po raz pierwszy wykazało, że LAHB – produkowany przez mikroorganizmy poliester na bazie mleczanu – ulega aktywnej biodegradacji i całkowitej mineralizacji nawet na dnie głębokiego oceanu, gdzie konwencjonalny plastik typu PLA pozostaje niezmieniony” – podkreśla prof. Seiichi Taguchi, autor eksperymentu. (PAP)

Marek Matacz

mat/ zan/