Исследователи из трех научных центров при Министерстве энергетики США вывели бактерии, вырабатывающие ингредиенты для безвредно перерабатываемых пластмасс, предлагая экологически чистую альтернативу традиционному пластику из продуктов нефтехимии. Об этом сообщает сайт New Atlas. Перевод основных положений публикации представлен изданием discover24.ru.
Пластик – один из самых востребованных материалов в современном мире, но он же – и один из наиболее вредоносных для окружающей среды. Различные программы по переработке пластика внедряются по всему миру, но неутешительная правда заключается в том, что подавляющее большинство пластиковых отходов на сегодняшний день сжигается или оказывается на свалке.
Сотрудничество специалистов трех научных центров при Министерстве энергетики США – Национальной лаборатории Лоуренса в Беркли (Berkeley Lab), Объединенного института биоэнергетики (JBEI) и Molecular Foundry (совместный научно-исследовательский центр нанотехнологий) позволило разработать технологию выращивания особых бактерий для производства биосырья, которое можно превратить в пластик, полностью пригодный для вторичной переработки.
Еще в 2019 году Berkeley Lab представила новый тип пластика под названием полидикетоенамин (PDK), в котором, в отличие от традиционных пластиков, связи между молекулами могут быть легко разорваны, чтобы превратить исходные «строительные блоки» пластика в новые продукты без потери качества.
Изначально PDK синтезировали из тех же нефтехимических продуктов, что служат для производства обычного пластика, но теперь, по итогам нового исследования, ученые успешно переключились на возобновляемый источник – биосырье. Исследовательская группа Berkeley Lab вывела разновидность кишечной палочки, способной преобразовывать сахара из растений в молекулу, называемую лактоном триуксусной кислоты (TAL), которую затем можно комбинировать с другими химическими веществами для производства PDK.
Конечным результатом этой новой технологической цепочки является пластиковый материал, для которого можно выборочно настроить его свойства так, чтобы он был гибким, прочным или даже липким, в зависимости от конкретного варианта применения. В частности, PDK можно использовать для производства различных продуктов, включая клеи, эластичные изделия, такие как компьютерные кабели или ремешки для часов, строительные материалы и даже жесткие пластмассы, изготовленные с процессом отверждения.
«Наши новые результаты чрезвычайно обнадеживают. Мы обнаружили, что даже при скромных улучшениях производственного процесса мы вскоре сможем производить PDK-пластики на биологической основе, которые дешевле и выделяют меньше CO2, чем те, которые производятся с использованием ископаемого топлива», – отметила ведущий автор исследования Коринн Скоун, научный сотрудник отдела энергетических технологий лаборатории Беркли и вице-президент JBEI.
Помимо того, что этот новый PDK-пластик более экологичен, исследователи обнаружили, что он также может выдерживать более высокие рабочие температуры, чем предыдущая версия (до 60°C). Это открывает новому материалу на основе bioTAL более широкий спектр потенциальных применений, включая спортивное снаряжение и автомобильные детали, такие как бамперы или приборные панели.
В своем нынешнем виде PDK состоит примерно на 80% из биосодержимого, но исследователи заявляют, что будущие версии способны достичь 100%-ного показателя. Другие важные направления для улучшения свойств нового типа биопластика, по словам ученых, включают в себя поиск способов заставить бактерии превращать более широкий спектр растительных сахаров и соединений в сырье и ускорять это преобразование.