Cientistas chineses desenvolveram um revolucionário “plástico vivo” contendo bactérias que podem se autodestruir sob comando, sem deixar vestígios de microplásticos.
Um avanço anunciado hoje por investigadores do Instituto de Biologia Sintética de Shenzhen representa uma solução potencial para a crescente crise global de resíduos plásticos persistentes.
Suas descobertas, publicadas na revista ACS Applied Polymer Materials, mostram como duas cepas de bactérias especialmente modificadas podem reduzir o material aos seus componentes básicos em apenas seis dias.
Os plásticos comuns podem permanecer no ambiente durante séculos, apesar de muitos produtos serem destinados a uma única utilização, como as embalagens.
A equipe desenvolveu duas cepas diferentes de Bacillus subtilis, uma bactéria comum, cada uma projetada para produzir uma enzima diferente de degradação de polímeros.
A primeira enzima atua como um cortador aleatório, cortando longas cadeias poliméricas em fragmentos menores.
O outro decompõe metodicamente esses fragmentos desde suas extremidades até seus componentes moleculares mais básicos.
Para preservar os micróbios até que se decomponham, os pesquisadores os adicionaram ao plástico na forma de esporos adormecidos.
Cientistas chineses desenvolveram um revolucionário ‘plástico vivo’
|
MATERIAIS POLÍMEROS APLICADOS ACS
Os esporos foram incorporados em policaprolactona, um polímero amplamente utilizado em aplicações de impressão 3D e em certas suturas cirúrgicas, sem comprometer a integridade estrutural ou o desempenho mecânico do material.
Se o plástico for colocado em caldo nutritivo e aquecido a 50 graus, os esporos dormentes germinarão.
Isso faz com que as bactérias o decomponham em suas partes constituintes em seis dias.
O método colaborativo provou ser significativamente mais eficiente do que tentativas anteriores de utilização de enzimas individuais.
As cepas bacterianas modificadas podem transformar o material em seus componentes básicos em apenas seis dias
|
MATERIAIS POLÍMEROS APLICADOS ACS
O autor do estudo, Zhuojun Dai, do Instituto de Biologia Sintética de Shenzhen, disse: “A constatação de que os plásticos tradicionais duram séculos, enquanto muitas aplicações, como embalagens, têm vida curta, nos fez perguntar: poderíamos incorporar a degradação diretamente no ciclo de vida do material?”
“Quando administrados a esses micróbios, os plásticos podem efetivamente ‘ganhar vida’ e se autodestruir sob comando, transformando a durabilidade de um problema em um recurso programável.”
A equipe de pesquisa delineou planos ambiciosos para expandir as aplicações da tecnologia além do ambiente laboratorial.
A investigação futura centrar-se-á no desenvolvimento de um gatilho de activação baseado na água para esporos bacterianos para abordar a proporção significativa de resíduos plásticos que entram nos oceanos, lagos e rios.
A investigação futura centrar-se-á no desenvolvimento de um gatilho para ativar células bacterianas à base de água para lidar com os resíduos plásticos que entram nos oceanos, lagos e rios.
|
GETTY
Os pesquisadores planejam adaptar sua abordagem de duas enzimas a outros tipos de polímeros, especialmente aqueles comumente encontrados em plásticos descartáveis.
Tal expansão poderia expandir significativamente o impacto potencial da tecnologia nos esforços globais de redução de resíduos.
Um sistema enzimático cooperativo de consórcio microbiano mostrou desempenho superior em comparação com abordagens de cepa única.
Atinge a degradação quase completa da matriz de policaprolactona em seis dias.