Помогут ли гусениц в борьбе с отходами пластиков?

Исследователи из немецкого «Института структурной прочности и надежности систем им. Фраунгофера» внимательно изучили этот вопрос

Известно, что личинки восковой моли Galleria melonella поедают и переваривают полиэтилен, поэтому считается, что они вносят свой вклад в сокращение выбросов CO₂ в горах пластиковых отходов, которые растут по всему миру. Однако, действительно ли может гусеница это сделать – до сих пор неясно и в настоящее время является предметом споров. В рамках исследовательского проекта по химическому визуальному анализу переваривания пластика у гусениц (RauPE), команда ученых «Института структурной прочности и надежности систем им. Фраунгофера» (LBF) использовала рамановский микроскоп высокого разрешения и специальное программное обеспечение, чтобы проследить путь пластика в теле гусениц, и внесла важный вклад в прояснение нерешенных вопросов.

Согласно исследованию, опубликованному в начале 2019 года, личинки восковой моли Galleria melonella потребляют полиэтилен и усваивают его с поразительной скоростью: 100 тысяч гусениц съедают около 5,2 кг полиэтилена в течение одной недели. Это выглядит многообещающей возможностью для утилизации и ликвидации большого количества пластиковых отходов. Однако, прежде чем эту удивительную способность гусеницы можно будет использовать в промышленных масштабах, необходимо выяснить, действительно ли она переваривает полиэтилен или просто измельчает и выделяет его.

Для выяснения этого вопроса команда LBF использовала современный рамановский микроскопии высокого разрешения. В ходе проекта им также потребовалось разработать специальное программное обеспечение для рамановской микроскопии смесей. Используя технологию машинного обучения, оно позволило разделять наложенные спектры различных компонентов, отделяя не только отдельные составляющие смеси, но и определяя их локальную концентрацию. Это позволяет исследователям обнаруживать даже низкие концентрации вещества, такого как полиэтилен, в сложной смеси.

Комбинация рамановской микроскопии и программного обеспечения позволяет визуализировать в пространстве низкие концентрации пластмасс в смеси органических веществ, когда они возникают внутри гусеницы. Это возможно в трех измерениях с разрешением до одного микрометра (0,001 мм). Используя конфокальную оптику, ученые могут изучать гусениц неразрушающим способом, то есть практически без подготовки.

Предварительные результаты поразили команду проекта: гусеницы прокусывают полиэтиленовую пленку, поглощают ее в небольших количествах и в то же время теряют значительную массу тела. Как только появляются дыры, гусеницы прекращают дальнейший прием материала. Данные аналитических измерений не подтверждают, что гусеницы переваривают полиэтилен: «Тот факт, что гусеницы разлагают полиэтилен, переваривая его, пока остается мечтой, и для ее достижения необходимы интенсивные межотраслевые усилия.» – подчеркивает доктор Бастиан Бартон, руководитель исследовательского проекта RauPE.

LBF.Fraunhofer.de.