Учёные создали «живой пластик», который разрушается по команде

Исследователи разработали «живой пластик», который может сам разрушаться после специального сигнала. В материал встроили споры бактерий Bacillus subtilis, запрограммированных вырабатывать два фермента для разложения полимера.


Пластик обычно ценят за прочность, но именно она превратила его в одну из главных экологических проблем. Упаковка, плёнки и одноразовые изделия служат дни или недели, а потом могут сохраняться в среде годами. Новая работа учёных предлагает изменить саму логику материала: не бороться с отходами после использования, а заранее встроить в пластик механизм распада.

Исследование опубликовано в ACS Applied Polymer Materials. Команда создала материал на основе поликапролактона — полимера, который используют, в частности, в 3D-печати и некоторых медицинских изделиях. Внутрь пластика добавили споры Bacillus subtilis. В таком состоянии бактерии остаются неактивными и защищёнными, пока материал выполняет свою обычную функцию.

Ключевое отличие новой работы — не один фермент, а две бактериальные линии, работающие вместе. Один фермент разрезает длинные полимерные цепи на более короткие фрагменты. Второй постепенно разбирает эти фрагменты до мономерных строительных блоков. Такая связка позволила избежать образования микропластика и довести разложение до конца.

Для запуска процесса исследователи использовали питательную среду, нагретую до 50 градусов Цельсия. После активации споры «просыпались», начинали производить ферменты и за шесть дней полностью разрушали пластиковый материал до базовых компонентов. По данным ACS, механические свойства «живой» плёнки до активации были близки к обычному поликапролактону.

Учёные также сделали демонстрационный образец — пластиковый носимый электрод. Он работал как обычный элемент устройства, но после активации полностью разложился в течение двух недель. Обычный коммерческий пластик в аналогичных условиях сохранялся.

Пока это не готовая замена всей одноразовой упаковке. Работа выполнена на конкретном полимере, а запуск разложения требует специальной тёплой питательной среды. Авторы прямо говорят, что следующий шаг — найти способ активировать споры в воде, потому что значительная часть пластикового мусора попадает именно в водную среду.

Но сама идея важна. Пластик перестаёт быть просто инертным материалом и становится программируемой системой: пока он нужен — он прочный, после сигнала — распадается. Если подход удастся перенести на другие виды пластика, он может быть особенно полезен для короткоживущих изделий: упаковки, временных датчиков, медицинских расходников и одноразовых элементов электроники.

ИЗНАНКА

Главная проблема пластика не в том, что он служит плохо. Он служит слишком хорошо. Учёные пытаются перевернуть это свойство: сделать долговечность не приговором, а режимом, который можно выключить. Пока это лабораторная технология, но направление точное — материал будущего должен думать не только о моменте продажи, но и о собственном исчезновении.

Фото: ИЗНАНКА.

ИЗНАНКА — другая сторона событий.