Pozrite si
Plasty sú požehnaním, aj prekliatím modernej doby. Jedným z dôvodov je ekologická záťaž plastového odpadu. Jeho veľká časť končí na skládkach, alebo, čo je horšie, v prírode, kde dlhé roky odoláva rozkladu.
Chemická štruktúra väčšiny polymérov je stabilná a odlišná od existujúcich zdrojov potravy, takže baktérie nemajú enzýmy, ktoré by ich mohli stráviť. Lenže nič netrvá večne. Evolúcia priniesla niekoľko kmeňov baktérií, ktoré dokážu stráviť niektoré bežné plasty.
Medzinárodný tím výskumníkov sa ich rozhodol využiť a pridať tieto baktérie priamo do plastu. Aby ho nezjedli predčasne, baktérie sú primiešané ako neaktívne spóry, ktoré by sa mali prebudiť a začať tráviť plast až po jeho uvoľnení do životného prostredia.
Obsah pokračuje pod reklamou
Vedci museli vyvinúť bakteriálny kmeň, ktorý by prežil výrobný proces a ukázalo sa, že vyvinuté baktérie urobili plast ešte silnejším. Plast, s ktorým pracovali, sa nazýva termoplastický polyuretán (TPU), aký môžete nájsť v bežných predmetoch.
Už skôr bolo známe, že existujú baktérie schopné rozkladať TPU. Jednými z nich je druh Bacillus subtilis, neškodná pôdna baktéria, ktorá kolonizovala aj náš tráviaci trakt a navyše tvorí endospóry. V podobe spór baktérie prečkajú inak netolerovateľné životné podmienky a keď sa situácia zlepší, vrátia sa k normálnemu rastu. Myšlienkou výskumu bolo využiť spóry B. subtilis, kým sa TPU používa, a potom ich aktivovať, aby plast strávili.
V praxi to funguje, pretože spóry sa reaktivujú len vtedy, keď majú vhodné nutričné podmienky. Je nepravdepodobné, že by ethernetový kábel alebo vnútro cyklistickej pneumatiky takéto podmienky vytvorili, ale na skládke alebo dokonca v prírode by mohli živiny v pôde spóry prebudiť. Hlavným problémom je výrobný proces. Termoplasty používajú pri vytláčaní bežne výrobnú teplotu 130 °C, ktorá zabije viac ako 90 percent spór B. subtilis za jedinú minútu.
Vedci teda potrebovali vyšľachtiť kmeň, ktorý by bol voči vysokej teplote odolnejší. To sa podarilo a postupom času si B. subtilis vyvinula schopnosť tolerovať polhodinové teploty, ktoré by zabili väčšinu pôvodného kmeňa. Výsledný kmeň bol potom vložený do termoplastického polyuretánu, ktorý bol formovaný do plastov pomocou bežného procesu vytláčania.
Bonusom je, že plast s integrovanými spórami baktérií je ešte pevnejší, než čistý TPU. Spóry majú totiž povrch odpudzujúci vodu, ktorý silne interaguje s polymérnymi vláknami v plaste a plasty vyrobené s týmito spórami boli ešte tvrdšie.
Na simuláciu skládkovania alebo plastového odpadu v prírode výskumníci umiestnili upravený aj obyčajný TPU do kompostu. Zistili, že s tou „večnosťou“ TPU to nie je také dramatické. Do piatich mesiacov v komposte stratil obyčajný TPU takmer polovicu svojej hmoty, za čo boli zodpovedné mikroorganizmy vyskytujúce sa v prostredí. Ale so začlenenými spórami B. subtilis stratil plast v rovnakom časovom období až 93 percent svojej hmoty.
Netreba sa však tešiť predčasne. TPU sa síce pomerne ľahko rozpadá, ale existuje veľa omnoho odolnejších plastov, ktoré sa prakticky nerozkladajú a nemusia byť kompatibilné so začlenením bakteriálnych spór. Okrem toho nie v každom prostredí by bolo možné použiť takéto biodegradovateľné plasty. Ako príklad vezmime zemné káble, alebo obaly na potraviny. Takto upravené plasty by možno bolo tiež problematické oddeliť v separovanom zbere, pokiaľ by sa mal plastový odpad využiť na recykláciu a nie ako palivo v spaľovni.
Napriek tomu môže táto nová technológia priniesť v niektorých prípadoch ekologicky prijateľnejšie riešenia a znížiť množstvo plastového odpadu v prírode.