Bilim insanları nihayet kısa sürede biyolojik olarak çözülebilen plastik üretti

Isıya ve suya maruz kaldığında sadece birkaç hafta içinde parçalanan ilk gerçek biyolojik olarak parçalanabilen plastikler bilim insanları tarafından geliştirildi.

Günümüzde “çözünebilir” olarak adlandırılan plastiklerin çoğu, polilaktik asit veya PLA adı verilen bir polyesterden yapılmıştır ve tipik çözülme sırasında aslında bozulmazlar.

Sonuç olarak, genellikle geleneksel plastikler ‘sonsuza kadar’ uzun süre dayandıkları çöplüklere atılırlar.

Ancak ABD’den araştırmacılar, özel bir polimer sargı ile korunan polyester yiyen enzimleri, üretildikleri gibi polyester plastiklerin içine yerleştirdiler.

Isıya ve suya maruz kaldıklarında, enzimler ambalajlarından salınır ve plastiği oluşturan parçalarına ayırmaya çalışırlar. 

PLA durumunda, plastik, proteinaz Ok enzimi tarafından, çözülmede bulunan toprak mikroplarını beslemek için kullanılabilen laktik apart indirgenir.

Ekip, enzim bağlayıcılarının da ultraviyole ışık altında bozunduğunu açıkladı.

Dahası, enzim bağlı plastik parçalandığında mikroplastik kirleticiler üretmiyor. Yüzde 98’i küçük moleküllere ayrılıyor.

Ting Xu, “İnsanlar artık tek kullanımlık plastikler için biyolojik olarak parçalanabilir polimerlere geçmeye hazır” dedi. “Ama değerinden daha fazla sorun yarattığı ortaya çıkarsa, o zaman politika geri dönebilir,” diye ekledi. 

Temelde doğru yolda olduğumuzu söylüyoruz. Tek kullanımlık plastiklerin biyolojik olarak parçalanamamasıyla ilgili bu devam eden sorunu çözebiliriz. ‘

Geleneksel plastiklerle ilgili sorun, doğal olarak bozulmayacak şekilde tasarlanmış olmalarıdır. Bu, regular kullanım için harikadır, ancak daha sonra atıldıklarında çevre için olumsuzluk yaratır.

Aslında, en dayanıklı plastikler, neredeyse kristal benzeri bir moleküler yapıya sahip olup, polimer lifleri o kadar sıkı hizalanmışlardır ki, dışarıdan polimer yiyen mikroplar içeri giremezler. 

Profesör Xu ve meslektaşlarının yaklaşımı, mikropları kullanmadan önce plastiğe ekleyerek bu sorunu çözüyor. 

Araştırmacıların yeniliğinin anahtarı, polyester yiyen enzimlerin parçalanmasını önlemek için bir yol geliştirmekti ki bu, proteinlerin tipik olarak canlı bir hücreninki gibi doğal ortamlarından çıkarıldığında yaptığı şeydi. 

Enzimleri korumak için kullandıkları bağlayıcılar, proteinleri doğal esnekliklerini kısıtlamadan nazikçe bir arada tutan ‘rastgele heteropolimerler’ adı verilen moleküllerden yapılmıştır. 

Bu moleküller ultraviyole ışık altında bozulur ve plastikte ağırlıkça yalnızca yüzde 1 konsantrasyonda bulunur. Araştırmacılar bunun bir downside oluşturmayacak kadar düşük olduğunu söylüyorlar.

Biyolojik olarak parçalanabilir materyali yapmak için, sarılı enzimlerin nanopartikülleri, tüm plastik üretiminin başlangıç ​​noktası olan reçine boncuklarına milyarlarca gömülüdür. Tıpkı plastiği renklendirmek için pigmentlerin kullanıldığı gibi.

Profesör Xu, “Enzim sadece plastiğin yüzeyinde olsaydı, çok yavaş aşınırdı,” diye açıkladı. 

“Nanoskopik olarak her yere dağıtılmasını istiyorsunuz, böylece her biri sadece polimer komşularını yemeye ihtiyaç duyar ve sonra tüm malzeme parçalanır.” 

50°C yüksek sıcaklıkta endüstriyel çözülme koşulları altında, modifiye edilmiş PLA’nın altı gün içinde tamamen bozunduğu bulundu. 

Lipaz enzimleri eklenmiş polikaprolaktona dayalı olan başka bir modifiye edilmiş plastik  daha hızlı bozuldu, 40°C’de sadece iki gün içinde bozuldu.

Hem lipaz hem de proteinaz Ok, ucuzdur ve kolaylıkla imal edilen enzimlerdir.

Araştırmacılar ayrıca rastgele heteropolimerleri programlamaya çalışıyorlar, böylece plastik parçalanma kısmen durdurulabilir, bu da plastiklerin başka amaçlar için yeniden eritilmesine izin verir.

Ekibe göre, modifiye edilmiş polyesterler düşük sıcaklıklarda veya nemli ortamlarda bozulmaz. Bu, örneğin terden kurtulabilen ve ılımlı bir sıcaklıkta yıkanabilen giysiler yapmak için kullanılabilecekleri anlamına gelir.

Benzer şekilde, oda sıcaklığında üç ay boyunca suda bekletilmek, ılık sudan farklı olarak plastiğin bozulmasına neden olmadı.

Ilık musluk suyu kullandık. Sadece doğru sıcaklığa kadar ısıtın, sonra yerine koyun ve birkaç gün içinde kaybolduğunu görüyorsunuz.

Çalışmanın tüm bulguları Nature dergisinde yayınlandı.

Derleyen: Feyza ÇETİNKOL

Bilim İnsanları Havadaki Karbondioksiti Emmek İçin Bir Sünger Geliştirdi

Bilim İnsanları Havadaki Karbondioksiti Emmek İçin Bir Sünger Geliştirdi

/Bilim İnsanları Nihayet Kısa Sürede Biyolojik Olarak Çözülebilen Plastik Üretti/