Micsoda? Baktériumból készülnek majd a műanyagok?

Hiába használjuk nap mint nap a műanyagot, valójában egyre nagyobb problémát jelent, hogy rendkívül tartós – túl tartós ahhoz, hogy egyszerűen megszabaduljunk tőle. A világszerte gyártott milliárd tonnák egy része soha nem bomlik le, hanem mikroműanyagként kering tovább az élővilágban. Ezért izgalmas hír, hogy japán kutatók egy merőben új megoldással álltak elő: baktériumokat alakítottak át úgy, hogy azok erősebb és valóban környezetbarát műanyagot állítsanak elő – ráadásul felesleges melléktermékek nélkül.

A baktérium, ami műanyagot alkot cukorból

A Kobe Egyetem kutatócsoportja az ismert E. coli baktériumot alakította át egy apró "üzemmé", amely képes egy olyan molekulát előállítani, amelyből erős, ugyanakkor lebomló műanyag készíthető. A kiindulópont egyszerű cukor, a végeredmény pedig egy ígéretes építőelem, amely kiválthatja a jelenlegi, kőolajból előállított műanyagok egyik kulcsfontosságú összetevőjét. A trükk az, hogy a tudósok teljesen új anyagcsere-utakat terveztek a baktériumban, így az olyan hatékonyan állítja elő a kívánt vegyületet, mint eddig soha semmilyen laboratóriumi kísérletben. Eddig a kőolajalapú tereftálsav adta a műanyagok, például a PET palackok erejét és tartósságát, ám ez egyben a problémát is okozza: gyakorlatilag nem bomlik le. A japán kutatók által előállított alternatíva azonban nitrogént is tartalmaz, ami apró kémiai változás ugyan, de óriási különbséget jelent. Ez a szerkezet ugyanis lehetővé teszi, hogy a belőle készült anyag egyszerre legyen erős és valóban lebomló, ráadásul a gyártása során nem keletkeznek felesleges melléktermékek, amelyek további környezeti gondokat okoznának.

A fejlesztés természetesen nem ment zökkenőmentesen. A baktériumok átalakítása során például olyan mellékreakciók indultak el, amelyek veszélyeztették a folyamat stabilitását – például mérgező hidrogén-peroxid keletkezett, ami károsította a termelő enzimeket. A kutatók azonban trükkös módon módosították a körülményeket, így sikerült kézben tartani a folyamatot. Végül nemcsak kis kémcsövekben, hanem egy literes bioreaktorban is tesztelték a módszert, ahol a baktériumok napokon át stabilan termelték a kívánt anyagot. Ez rekordhozamnak számít, és egyértelműen jelzi: a koncepció nemcsak elméletben, hanem gyakorlatban is működhet.

Egy hatalmas mérföldkő!

Ha a technológiát sikerül ipari méretekre felskálázni, egy teljesen új korszak kezdődhet a műanyaggyártásban. Ahelyett, hogy kőolajból állítanánk elő az alapanyagokat, baktériumok végezhetnék a munkát, sokkal kevesebb energiával és károsanyag-kibocsátással. A végeredmény olyan műanyag lehet, amely erősebb a mostaninál, ugyanakkor a természetben is lebomlik – tehát nem terheli tovább bolygónkat évszázadokon keresztül.

Persze még rengeteg kihívás áll a kutatók előtt, hiszen a laborban működő rendszer ipari körülmények között gyakran teljesen másképp viselkedik. De a mostani eredmények azt mutatják, hogy a jövő műanyagai nem olajfinomítókból, hanem akár cukorral táplált baktériumokból is származhatnak. Ez pedig egy hatalmas lépés lehet egy élhetőbb, tisztább világ felé.

Nyitókép: Baloncici / Shutterstock

Forrás: zmescience