Материал получил название «живой пластик»: в него встроены бактерии, которые при активации полностью разрушают полимер, не образуя микропластика.
Отправной точкой стало очевидное противоречие: обычный пластик сохраняется в природе сотни лет, тогда как большинство изделий из него используется считанные минуты.
— Мы хотели понять, можно ли заложить механизм разложения прямо в жизненный цикл материала, — пояснил один из авторов исследования Чжоцзюнь Дай.
В основе разработки — бактерия Bacillus subtilis, генетически модифицированная для выработки двух ферментов с разными функциями. Первый хаотично разрезает длинные полимерные цепи на фрагменты, второй последовательно расщепляет эти фрагменты до исходных молекул. Благодаря такой комбинации пластик разлагается полностью, без образования микропластика.
Споры бактерий в неактивном состоянии смешали с поликапролактоном — полимером, широко используемым в 3D-печати и хирургических нитях. В обычных условиях материал ведет себя как стандартный пластик. Однако стоит добавить питательный раствор при температуре 50 градусов Цельсия — споры активируются и полностью разрушают пластик за шесть дней.
В качестве демонстрации исследователи изготовили носимый пластиковый электрод. Устройство работало в штатном режиме, после чего полностью разложилось примерно за две недели.
В дальнейшем планируется создать механизм активации бактерий в водной среде, где скапливается значительная часть пластиковых отходов. Тот же подход может быть адаптирован и для других типов полимеров, включая широко используемые материалы для одноразовой упаковки.