Bezpieczny plastik

W przeciwieństwie do obecnie wykorzystywanych materiałów polihydroksymaślan (PHB) nie pochodzi z eksploatacji kopalin (ropy naftowej, gazu, węgla). Jest termoplastycznym poliestrem, który na dodatek ulega całkowitej biodegradacji. Wytwarzany jest w naturze przez bakterie Ralstonia eutropha i Bacillus megaterium.

Materiał ten ma wiele zastosowań, jest jednak zbyt drogi w produkcji, aby w pełni zastąpić ropopochodne tworzywa sztuczne. Jest pierwszym polimerem o własnościach termoplastycznych pochodzącym z biosyntezy, który został wprowadzony na rynek tworzyw sztucznych. Produkowane są z niego opakowania do kosmetyków.

Pod wpływem bakterii w glebie czy ściekach w warunkach beztlenowych związek o nazwie poli-3-hydroksymaślan ulega powolnemu rozkładowi na wodę i dwutlenek węgla.

Wydajne okrzemki

Nowe badania opisane w internetowym magazynie "Microbial Cell Factories" przedstawia alternatywne metody produkcji PHB przez glony.

"Co roku na całym świecie zużywane są miliony ton tworzyw sztucznych na bazie ropy naftowej. To generuje ogromne ilości odpadów, których biodegradacja może trwać tysiące lat, jeśli w ogóle nastąpi" – wyjaśniają dr Franziska Hempel, prof. Uwe Maier z LOEWE-Centre Synmikro w Marburgu i prof. Alexander Steinbüchel z Westfalskiego Uniwersytetu Wilhelma w Münsterze, autorzy artykułu w "Microbial Cell Factories".

Na skalę przemysłową źródłem w pełni odnawialnych i degradowalnych tworzyw sztucznych mogą być – według zespołu naukowców – biooreaktory z milionami okrzemków (rodzajem glonów), które niestrudzenie produkowałyby polimery. "Fermentacja przez bakterie tego związku jest kosztowna. Udało się do tego procesu zaprząc rośliny, rosną one jednak zbyt wolno i zajmują cenną dla rolnictwa ziemię. Okrzemki potrzebują do wzrostu niewiele więcej niż światło i wodę. Mogą wytwarzać podobne ilości PHB jak rośliny w ciągu tygodni, a nie miesięcy.

Granulki w komórce

Bakterie potrafią wytwarzać polihydroksymaślan dzięki genom, które posiadają. Te same geny kodujące syntezę związku zostały dodane okrzemkom z gatunku Phaeodactylum tricornutum.

Laboratoryjne okrzemki wzięły się ostro do pracy i po tygodniu 10 proc. ich suchej masy stanowił PHB. Glony gromadziły plastik w postaci granulek w cytoplazmie. Były widoczne pod mikroskopem optycznym i elektronowym.

Gdyby metoda zaproponowana przez zespół uczonych okazała się opłacalna, mogłaby w przyszłości doprowadzić do rozwiązania problemu odpadów plastikowych. Mimo że można je zagospodarować na wiele sposobów i odzyskiwać z nich energię, na razie – przynajmniej w Polsce – robi się to na ograniczoną skalę.

Według szacunków w naszym kraju roczne zużycie tworzyw sztucznych wynosi ok.

60 kg na jednego mieszkańca, z czego odzyskiwane jest ok. 10 proc. Na naszych wysypiskach śmieci mamy tysiące ton plastikowych odpadów, zmarnowanych i niebezpiecznych.