Plastic is overal: in de kleding die we dragen, in de containers die we elke dag gebruiken, zelfs in het water dat we drinken. We hebben zoveel geproduceerd dat het nu in de zeeën wordt gevonden, in polair ijs en zelfs in ons lichaam. Toch lijkt het te blijven zonder dat het onmogelijk lijkt: het is comfortabel, resistent, goedkoop. Maar ook schadelijk, vervuilend en bijna onverwoestbaar.
Tegenwoordig is er echter een concrete hoop dat er iets gaat veranderen. In Japan heeft een groep onderzoekers van de Universiteit van Kobe een manier gevonden om biologisch afbreekbare plastic te produceren die beter bestandder is dan de traditionele, met niemand minder dan een bacterie: de gemeente Escherichia coli. De ontdekking kan een revolutie teweegbrengen in de plastic sector en biedt een ecologische en effectieve oplossing voor plastic vervuiling.
Het hart van de ontdekking is een nieuw molecuul, biologisch afbreekbaar en resistenter
De flessen die we elke dag drinken, verpakkingen en veel plastic voorwerpen zijn gemaakt van huisdieren, een zeer bestand tegen plastic dat wordt verkregen uit olie. Het zo hard maken is het tereftalzuur, een stof die echter niet gemakkelijk afbreekt en tientallen jaren in de omgeving blijft, zo niet eeuwen.
Wetenschappers zijn al jaren op zoek naar een vervanging voor biologische oorsprong, dat wil zeggen een natuurlijk molecuul dat dezelfde prestaties kan garanderen, maar zonder het milieu te beschadigen. Een van de meest veelbelovende is 2,5-PDCA (2,5-pyridincarbossiled), een molecuul met een klein maar fundamenteel verschil in vergelijking met tereftaliczuur: het bevat een stikstofatoom in zijn chemische structuur.
Het lijkt een detail, maar deze kleine verandering stelt je in staat om sterkere en tegelijkertijd biologisch afbreekbare kunststoffen te creëren. Het echte obstakel was tot nu toe om het efficiënt te produceren en zonder afval of giftige stoffen te creëren.
Hoe de nieuwe methode werkt
In het verleden had hij al geprobeerd om de 2.5-PDCA te maken vanaf een Molecule genaamd PCA, maar het proces was ingewikkeld, vol onnodige passages en leidde tot ongewenst afval. Het tussenliggende molecuul brak gemakkelijk voordat hij nuttig werd.
Het Japanse team, geleid door artsen Shuhei Noda en Tsutomu Tanaka, dacht uit de doos. Ze besloten om een ander molecuul te gebruiken, PABA genaamd (P-mininobenzoëzuur), dat al het stikstofatoom in de juiste positie heeft. Dus vermeed ze de onstabiele passage en slaagden erin om een schonere, directe en effectieve chemische reactie te verkrijgen.
Vervolgens vergeleken ze de twee methoden, waardoor twee verschillende stammen van de bacterie worden gewijzigd E. coli: De ene volgde de oude methode, de andere. Het resultaat was duidelijk: de nieuwe weg is veel beter, omdat het meer plastic produceert, in minder tijd en zonder giftig afval.
Van suiker tot plastic
Maar het is hier niet. De onderzoekers gingen verder: ze transformeerden E. coli In een echte levende fabriek, in staat om suiker (glucose) te nemen en rechtstreeks in het gewenste plastic om te zetten. Om dit te doen, moesten ze het bacterie -DNA veranderen met zeer geavanceerde technieken voor genetische engineering.
Tijdens de experimenten kwamen ze een onverwacht probleem tegen: een van de geïntroduceerde enzymen produceerde geproduceerde waterstofperoxide (H₂o₂), een stof die uiteindelijk het hele proces beschadigde. De oplossing was om een verbinding toe te voegen die peroxide neutraliseert, waardoor het systeem correct kon functioneren.
Op dat moment besloot het team het experiment van de buizen naar een biorector van één liter te verplaatsen, dat wil zeggen een gecontroleerde container waar variabelen zoals temperatuur, pH en zuurstof kunnen worden beheerd.
In slechts zes dagen (144 uur) produceerde de bacteriekweek de hoogste hoeveelheid ooit geregistreerd van 2,5-pdca via microbiële fermentatie. Een echt record.
Een keerpunt dat alles kan veranderen
Dit experiment is niet alleen een wetenschappelijke nieuwsgierigheid: het kan de manier waarop we in de toekomst plastic produceren echt veranderen. Het is een oplossing die niet afhankelijk is van olie, het is duurzamer en kan de enorme impact op het milieu van traditioneel plastic verminderen.
We zijn nog steeds verre van een grootschalige industriële productie, maar de weg is getraceerd. Zoals Dr. Tanaka uitlegt, zijn er nog steeds obstakels om te overwinnen, vooral goedkoop, maar technologie is dichter dan ooit bij de realiteit.
Dankzij dit werk zouden we op een dag plastic kunnen produceren die niet langer vervuilt met raffinaderijen, maar met behulp van suiker -aangedreven bacteriën, in een schoon, natuurlijk en effectief proces.
U kunt ook geïnteresseerd zijn in:
