Műanyagból a biológiailag lebomló selyem? Miért ne
Az amerikai Rensselaer Polytechnic Institute (RPI) kutatócsoportja forradalmi felfedezést tett: egy olyan eljárást fejlesztett ki, amely nemcsak a műanyaghulladék problémáját oldja meg, hanem új, fenntarthatóbb anyagok felé is utat nyit. A PET műanyagot megemészteni képes baktériumok segítségével a tudósok megtalálták a módját annak, hogy a hulladékot gyorsan biológiailag lebomló selyemmé alakítsák át, amelyet a pókselyem rugalmassága és hajlékonysága ihletett.
A megoldásra sürgősen szükség van
Évente több százmillió tonna műanyagot állítanak elő, amelynek nagy részét nem hasznosítják újra. Az egyszer használatos élelmiszer-tartályokban gyakran megtalálható PET műanyag gyakran a hulladéklerakókban vagy a környezetben végzi, ahol mikroműanyag-részecskékké bomolhat, és a legváratlanabb helyekre kerülhet, a zöldségektől az anyai méhlepényig, a felhőktől az emberi szívig.
Az új műanyag előállítása nemcsak hatalmas szén-dioxid-kibocsátással jár, hanem hozzájárul a hulladék felhalmozódásához is, és sok országban semmi jele annak, hogy ez a mennyiség csökkenne.
Az új RPI technológia
Az RPI kutatói a pseudomonas aeruginosa baktériumra kezdtek el fókuszálni. Olyan baktériumról van szó, amely a természetben képes a polietilén fogyasztására. Génszerkesztés révén úgy módosították ezeket a mikroorganizmusokat, hogy selyemszerű anyagot állítsanak elő, a selyemben található fehérjéhez hasonló aminosav-sorozat beillesztésével.
Az alkalmazott eljárás a sörgyártás során alkalmazott erjesztéshez hasonlítható. Ebben az esetben a kutatók a mikrobákat cukor helyett a műanyaghulladék „előemésztett” formájával etetik, és így alakítják át új anyaggá.
„A pókselyem a természet kevlárja. (A kevlár egy szintetikus aramidszál, amelyet Stephanie Kwolek, a DuPont® kutatója talált fel 1965-ben. Fő jellemzője a nagy mechanikai ellenállás a húzással szemben, olyannyira, hogy azonos tömeg mellett 5-ször ellenállóbb, mint az acél.) Majdnem olyan erős lehet, mint az acél feszültség alatt. Ugyanakkor hatszor kisebb a sűrűsége, mint az acélé, ezért nagyon könnyű. Mivel bioműanyag, rugalmas, ellenálló, nem mérgező és biológiailag lebomló” – közölte a kutatással kapcsolatban Helen Zha, Ph.D., a Rensselaer Polytechnic Institute vegyészmérnöki és biológiai mérnöki tanszékének adjunktusa.
Az eljárásból nyert első termék
A biológiailag lebomló selyemben rejlő lehetőségek
A selyem kiválasztását annak egyedülálló tulajdonságai indokolták: erős, könnyű és természetesen biológiailag lebomló. Ez az anyag sok szempontból úgy működhet, mint az általunk megszokott műanyag, azzal a további előnnyel, hogy különleges kezelés nélkül, természetes módon lebomlik. A természetes selymet már számos területen alkalmazzák, de a hagyományos előállítási folyamat nem fenntartható.
A selyem műanyaghulladékból történő előállítása lehetővé tenné ennek az anyagnak a szélesebb körű felhasználását olyan területeken, ahol jelenleg nem újrahasznosítható műanyagot használnak. Ezen felül a génszerkesztés alkalmazásával lehetőség nyílik az anyag testreszabására, a különböző pókok által termelt különböző selyemtípusokból merítve ihletet. Ez az innováció azt mutatja, hogy a műanyaghulladék problémájának megoldása olyan hasznos anyagok előállításával biztosítható, amelyek hosszú távon nem szennyezik a bolygót.
Műanyagból készült selyem: jövőbeli kilátások
Bár a projekt még korai stádiumban van, az ötlet, hogy a baktériumok a műanyaghulladékot értékes anyaggá alakíthatják, bizonyított és sikeres. Az RPI csapata azon dolgozik, hogy a folyamatot még hatékonyabbá tegye. A cél? Javítani a „bakteriális selyem” hozamát, hogy a termelés kereskedelmi szempontból is életképessé váljon.
Az alulról jövő megközelítés átalakíthatja az anyaggyártásról való gondolkodásunkat, a nagy vegyi üzemek helyett természetesebb és fenntarthatóbb folyamatokat alkalmazva. Fontos lépés egy olyan jövő felé, ahol a mindennapi életünkhöz szükséges anyagokat fenntartható módon, bolygónk egészségének veszélyeztetése nélkül állítjuk elő.