Özünü məhv edən "canlı plastik" - Cəmi 6 günə yox olur

Yeni "canlı plastik" mikroplastik izi buraxmadan cəmi 6 günə öz-özünü məhv edir.  Yeni "canlı plastik" mikroplastik izi buraxmadan cəmi 6 günə öz-özünü məhv edir.

Ajans.azxəbər verir ki, alimlər genetik cəhətdən dəyişdirilmiş bakteriyalardan istifadə etməklə aktivləşdirildikdən sonra özünü tamamilə parçalayan yeni növ "canlı plastik" hazırlayıblar. Bu material cəmi altı gün ərzində mikroplastik hissəciklər əmələ gətirmədən tamamilə parçalanır və birdəfəlik plastik tullantılar probleminin həlli üçün perspektivli alternativ hesab olunur. 

Bu gün istifadə olunan bir çox plastik məhsul cəmi bir neçə dəqiqə və ya saat istifadə edilsə də, onların təbiətdə tam parçalanması onilliklər, hətta əsrlər çəkir. Buna görə də tədqiqatçılar yeni yanaşma üzərində işləyirlər: ehtiyac olduqda öz-özünü parçalaya bilən plastiklər.

"Canlı plastik" adlandırılan bu materialların tərkibində xüsusi vəziyyətdə saxlanılan mikroorqanizmlər yerləşdirilir. Onlar aktivləşdirildikdən sonra plastikin polimer quruluşunu parçalamağa başlayırlar. "ACS Applied Polymer Materials" jurnalında dərc olunan yeni araşdırmada alimlər mikroplastik əmələ gətirmədən altı gün ərzində tamamilə parçalanan belə bir material hazırladıqlarını bildiriblər.

Tədqiqatın məsul müəlliflərindən biri Zhuojun Dai bildirib:

"Ənənəvi plastiklər yüz illərlə təbiətdə qalır. Halbuki qablaşdırma kimi bir çox məhsul çox qısa müddət istifadə olunur. Bu bizi belə bir sual üzərində düşünməyə vadar etdi: parçalanma prosesini materialın həyat dövrünə inteqrasiya etmək mümkündürmü?"

Mikroblar daxili parçalanma sisteminə çevrilir

Bəzi mikroorqanizmlər təbii olaraq uzun polimer zəncirlərini daha kiçik hissələrə ayıran fermentlər ifraz edirlər. Plastiklər də polimerlərdən hazırlandığı üçün alimlər bu fermentlərin və ya onları istehsal edən mikroorqanizmlərin birbaşa plastik materialın tərkibinə yerləşdirilməsinin mümkün olub-olmadığını araşdırırlar.

Zhuojun Dai deyir:

 "Bu mikrobları plastikin tərkibinə yerləşdirməklə material sanki 'canlanır' və verilən əmrlə öz-özünü məhv edə bilir. Beləliklə, uzunömürlülük artıq problem deyil, proqramlaşdırıla bilən xüsusiyyətə çevrilir."

Əvvəlki canlı plastik nümunələrində adətən yalnız bir fermentdən istifadə olunurdu. Bu isə parçalanma prosesinin səmərəliliyini məhdudlaşdırırdı. Bu problemi aradan qaldırmaq üçün Zhuojun Dai, Jin Geng, Dianpeng Qi və onların həmkarları *Bacillus subtilis* bakteriyasını genetik cəhətdən dəyişdirərək onun iki fərqli polimer parçalayıcı ferment istehsal etməsini təmin ediblər.

Birinci ferment uzun polimer zəncirlərini təsadüfi nöqtələrdən kəsərək onları daha qısa hissələrə ayırır. İkinci ferment isə həmin hissələri uclarından başlayaraq daha da parçalayır və nəticədə onları ayrı-ayrı monomerlərə çevirir.

Cəmi altı günə tam parçalanma

Alimlər yuxu vəziyyətində olan"Bacillus subtilis" sporlarını 3D çap texnologiyasında və bəzi cərrahi tikişlərdə geniş istifadə olunan polikaprolakton polimeri ilə birləşdiriblər. Bakteriyaların spor formasında saxlanılması onların yalnız lazım olan vaxt aktivləşdirilməsinə imkan verib.

Hazırlanan canlı plastik adi polikaprolakton plyonkaları ilə müqayisədə oxşar mexaniki xüsusiyyətlər nümayiş etdirib. Bu da göstərib ki, bakteriya sporlarının əlavə edilməsi materialın möhkəmliyinə ciddi təsir göstərmir.

Parçalanma prosesini başlatmaq üçün alimlər materiala 50 °C-yə qədər qızdırılmış qidalı məhlul əlavə ediblər. Bundan sonra sporlar aktivləşərək iki ferment istehsal etməyə başlayıb. Nəticədə plastik cəmi altı gün ərzində tamamilə əsas molekulyar tərkib hissələrinə parçalanıb.

Fermentlər ardıcıl şəkildə fəaliyyət göstərdiyi üçün material sadəcə kiçik plastik hissəciklərinə çevrilməyib. Əksinə, tam parçalanaraq mikroplastiklərin əmələ gəlməsinin qarşısını alıb.

 İstifadədən sonra yox olan geyilə bilən cihaz

Texnologiyanın praktik tətbiq imkanlarını nümayiş etdirmək üçün tədqiqatçılar bu canlı materialdan geyilə bilən plastik elektrod hazırlayıblar. Qurğu normal işləyib və aktivləşdirildikdən iki həftə sonra tamamilə parçalanıb.

Bu nəticə göstərir ki, canlı plastiklər müəyyən müddət ərzində möhkəm və funksional qalmalı, lakin istifadə müddəti başa çatdıqdan sonra iz qoymadan yox olmalı olan məhsullar üçün əlverişli ola bilər.

Texnologiyanın digər plastik növlərinə tətbiqi

Tədqiqat qrupu gələcəkdə bakteriya sporlarını su mühitində də aktivləşdirə biləcək üsul hazırlamağı planlaşdırır. Bu xüsusilə vacibdir, çünki plastik tullantılarının böyük hissəsi məhz su hövzələrində toplanır.

Hazırkı tədqiqat yalnız bir növ polimer üzərində aparılsa da, alimlər hesab edirlər ki, eyni yanaşmanı birdəfəlik istifadə olunan məhsullarda geniş tətbiq edilən digər plastik növlərinə də tətbiq etmək mümkündür.

Tədqiqat Çin Milli Əsas Tədqiqat və İnkişaf Proqramı, Şençjen Tibb Tədqiqat Fondu, Çin Milli Təbiət Elmləri Fondu, Quanqdonq Gənc Alimlərin Təbiət Elmləri Fondu və Şençjen Elm və Texnologiya Proqramının maliyyə dəstəyi ilə həyata keçirilib.

Mənbə: Xəbər Amerika Kimya Cəmiyyətinin (American Chemical Society) təqdim etdiyi material əsasında hazırlanıb.