Учёные создали самоуничтожающийся пластик

Разложение «живого пластика» активируется по команде с помощью специальных ферментов

Многие пластиковые изделия предназначены для однократного использования, однако сам полимер служит годами. Решить эту проблему призваны так называемые «живые пластики», которые саморазрушаются по команде. В состав этих материалов входят не только полимеры, но и активируемые микроорганизмы, разлагающие пластик. Исследовательская группа, опубликовавшая результаты своей работы в журнале ACS Applied Polymer Materials, использовала два штамма бактерий, которые работали сообща и полностью разрушили полимерный материал всего за шесть дней, не образуя микропластика.

Чжуоцзюнь Дай, один из авторов публикации:
Осознание того, что традиционные пластики сохраняются веками, в то время как многие сферы их применения, например упаковка, недолговечны, привело нас к вопросу: можем ли мы встроить деградацию непосредственно в жизненный цикл материала? Встраивая специальные микробы, мы можем заставить пластик буквально "оживать" и самоуничтожаться по команде, превращая долговечность из проблемы в программируемую функцию.

Поскольку предыдущие попытки полагались в основном на один фермент, Дай, Цзинь Гэн и Дяньпэн Ци со своими коллегами захотели повысить эффективность разрушения. Они сконструировали бактерии Bacillus subtilis так, чтобы те производили два кооперативно действующих фермента, разлагающих полимеры. Один фермент работает, разрезая длинные полимерные цепи на более короткие фрагменты, в то время как другой медленно «разжёвывает» эти фрагменты с каждого конца, превращая их в мономерные строительные блоки.

Команда смешала покоящиеся споры B. subtilis с поликапролактоном (PCL), чтобы защитить микробов до того, как они понадобятся. Полученный живой пластик обладал механическими свойствами, близкими к обычной поликапролактоновой плёнке. Однако при достижении температуры 50°C споры активировались, разрушая пластик вплоть до его базовых строительных блоков всего за шесть дней. Работа ферментов была настолько эффективной, что даже предотвратила образование частиц микропластика в процессе деградации.

В будущем исследователи надеются разработать механизм активации спор в воде, где и оказывается большая часть пластиковых отходов в конце эксплуатации. И хотя эта работа была сосредоточена только на одном полимере, аналогичная стратегия может быть использована и для других типов пластика, включая те, которые обычно встречаются в одноразовых изделиях.

Acs.org.
Фото ACS Applied Polymer Materials 2026