“Yaşayan plastik” kendi kendine ayrışıyor

Entegre bakteriler

04. Mayıs 2024 16:25 Robert Klatt

Çevrede giderek daha fazla plastik atık birikiyor. Entegre bakteri içeren yeni bir plastik, yaşam döngüsünün sonunda kendi kendine ayrışabilir ve böylece daha fazla çöp azalır.

La Jolla (ABD). Çevrede giderek daha fazla plastik atık birikiyor. Commonwealth Bilimsel ve Endüstriyel Araştırma Örgütü (CSIRO) tarafından yapılan bir araştırmaya göre, bunların çoğu okyanus tabanında bulunuyor. Araştırmacı Kaliforniya Üniversitesi, San Diego (UCSD) bu nedenle yaşam döngüsünün sonunda kendi kendine ayrışabilen yeni bir biyoplastik türü geliştirdi.

Uzman dergisindeki yayına göre Doğa İletişimi Jon Pokorski liderliğindeki bilim insanları, bakteri sporlarını, diğer şeylerin yanı sıra paspaslar ve döşemelerde kullanılan, yumuşak ama dayanıklı bir plastik olan termoplastik poliüretana (TPU) dahil etti. Bu bakteriler besinlerle temas ettiğinde plastiği parçalamaya başlıyor.

“Bu bakterilerin doğal bir özelliğidir. Birkaç türü aldık ve bunların TPU’yu tek karbon kaynağı olarak kullanma yeteneklerini değerlendirdik ve ardından en iyi büyüyen türü seçtik.”

Bakteri sporlarının yüksek direnci

Bakteri sporları, yani bakterilerin uykuda olan formu, zorlu çevre koşullarına karşı yüksek düzeyde dirence sahiptir. Koruyucu protein kalkanları sayesinde bitkisel hayatta plastik içerisinde hayatta kalabiliyorlar. Yenilikçi plastiği üretmek için araştırmacılar Bacillus subtilis bakteri sporlarını ve TPU topaklarını karıştırdı ve ardından bunları 135 santigrat derecede eritti. Plastik daha sonra ince şeritler halinde ekstrüzyona tabi tutuldu.

Adam Feist’e göre bilim insanları, bakteri sporlarının yüksek sıcaklıkta hayatta kalabilmesi için onları evrimsel olarak uyarladılar. Bu onların, ekstrüzyon sıcaklığı tarafından yok edilmeyen bir bakteri türünün yetiştirilmesine olanak sağladı.

“Isıyı tolere edecek şekilde optimize edilmiş bir türe ulaşana kadar hücreleri geliştirmeye devam ettik. Bu bakteriyel evrim ve seçilim sürecinin bu amaç için ne kadar iyi işlediği şaşırtıcı.”

Plastiğin biyolojik olarak parçalanabilirliği

Plastiğin biyolojik geri dönüştürülebilirliğini analiz etmek için araştırmacılar şeritleri hem mikrobiyal açıdan aktif hem de steril kompost ortamlarına yerleştirdiler. Bunların sıcaklığı 37 santigrat derece ve nem oranı yüzde 44 ila 55 arasındaydı. Komposttaki su ve diğer besin maddelerinin bakteri sporlarının çimlenmesini tetiklediğini gözlemlediler. Beş ay sonra plastik çoğunlukla (%90) ayrıştı.

“Dikkat çekici olan şey, ilave mikropların varlığı olmadan bile malzememizin bozunması. Bu plastiklerin çoğunun mikrobiyal açıdan zengin kompostlama tesislerine gitmesi muhtemel değildir. Mikropsuz bir ortamda bu kendi kendine bozunma yeteneği, teknolojimizi daha çok yönlü hale getiriyor.”

Daha ileri çalışmalar, malzeme parçalandığında hangi kalıntıların oluştuğunu araştırmalıdır. Araştırmacılar ayrıca geri kalan bakteri sporlarının muhtemelen zararsız olduğunu da açıklıyor. Bacillus subtilis’in insanlara ve hayvanlara zararsız olduğu kabul edilir ve diğer şeylerin yanı sıra probiyotiklerde de kullanılır.

Nature Communications, doi: 10.1038/s41467-024-47132-8