Nhựa sinh học “sống” thân thiện với môi trường có khả năng tự phân hủy
Một nghiên cứu mới đây được đăng tải trên Tạp chí Nature Chemical Biology đã công bố một loại nhựa sinh học “sống” có khả năng tự phân hủy (trong điều kiện nhất định).
Khi được kích hoạt loại vi khuẩn này sẽ tiến hành phân hủy nhựa (Nguồn: Newatlas).
Bào tử là dạng trạng thái “nghỉ ngơi” của một số loại vi khuẩn, thường hình thành khi nguồn dinh dưỡng cạn kiệt. Bào tử được bảo vệ bởi lớp vỏ cứng, giúp chúng sống sót qua nhiệt độ cao, áp suất lớn, môi trường khô hạn và hóa chất ăn mòn. Điều này làm cho chúng trở thành một trong những dạng sống bền bỉ nhất. Bào tử có thể duy trì trạng thái không hoạt động trong nhiều năm, thậm chí hàng thế kỷ và chỉ kích hoạt lại khi gặp điều kiện môi trường thích hợp. Bên cạnh đó, một số loại vi khuẩn cũng được biết đến với khả năng phân hủy rác thải nhựa. Tận dụng những đặc tính đó, các nhà khoa học của Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc đã sử dụng bào tử của những vi khuẩn này và gắn chúng vào nhựa rắn, loại nhựa này vẫn bền chắc cho đến khi bào tử được kích hoạt trở lại.
Nhóm nghiên cứu đã tạo ra một dạng vi khuẩn Bacillus subtilis được biến đổi gen để tiết ra enzyme phân hủy nhựa có tên là lipase BC. Khi vi khuẩn này bị căng thẳng do tiếp xúc với ion kim loại nặng chúng sẽ chuyển sang dạng bào tử. Những bào tử này sau đó được trộn với các hạt nhựa PCL (polycaprolactone), hỗn hợp này sau đó được nung chảy và ép thành các mảnh nhựa rắn.
Các thử nghiệm cho thấy, nhựa “sống” này hoạt động tương tự như nhựa PCL thông thường trong điều kiện sử dụng hằng ngày. Tuy nhiên, khi một enzyme đặc biệt được dùng lên bề mặt nhựa, nó sẽ ăn mòn bề mặt và kích hoạt các bào tử bên trong. Khi bào tử được kích hoạt, vi khuẩn bắt đầu tiết ra lipase BC một lần nữa và hoàn toàn phân hủy nhựa trong vòng 6-7 ngày. Nhóm nghiên cứu cho biết, bào tử cũng có thể được kích hoạt khi nhựa được ủ phân. Các mẫu nhựa được đặt trong đất đã hoàn toàn phân hủy sau 25-30 ngày. Mặc dù, nhựa PCL thông thường cũng có khả năng tự phân hủy theo thời gian, tuy nhiên quá trình này diễn ra rất chậm. Thực tế, các nhà khoa học cũng có thể tích hợp bào tử vào các loại nhựa không phân hủy sinh học như polyethylene, sau đó kích hoạt lại bào tử để tiết ra lipase BC bằng cách nghiền nhựa. Theo nhóm nghiên cứu, sẽ cần thực hiện thêm thí nghiệm để xác định mức độ phân hủy của các loại nhựa sống này bởi enzyme. Nhưng với kết quả tích cực, nghiên cứu đã mở ra hướng đi mới cho ngành sản xuất nhựa thân thiện với môi trường.
