Phát minh làm rung chuyển ngành vật liệu: ‘Nhựa sống’ tự phân hủy theo lệnh sau 6 ngày, bước ngoặt cứu vãn ô nhiễm nhựa khắp hành tinh

Loại vật liệu mới tích hợp các vi sinh vật có khả năng phân hủy nhựa vào cấu trúc của các polyme. Nhóm nghiên cứu đã sử dụng hai chủng vi khuẩn phối hợp cùng nhau để phân hủy hoàn toàn vật liệu nhựa chỉ trong vòng 6 ngày mà không tạo ra hạt vi nhựa.

Nghiên cứu chỉ ra rằng nhiều loại vi sinh vật có thể bẻ gãy các chuỗi polyme dài thành những mảnh nhỏ hơn bằng cách sử dụng enzyme. Vì nhựa vốn là các polyme, nên các nhà khoa học đã đưa các enzyme hoặc vi khuẩn tạo ra chúng vào trong cấu trúc vật liệu để tạo ra "nhựa sống".

Tác giả chính của nghiên cứu Zhuojun Dai cho biết việc tích hợp vi sinh vật vào nhựa giúp vật liệu này có thể tự hủy theo lệnh. Điều này biến độ bền của nhựa từ một vấn đề gây hại trở thành một tính năng có thể lập trình được.

Nhóm nghiên cứu nhận định rằng dù nhựa được sử dụng rộng rãi, nhưng tính chất chống phân hủy hàng thế kỷ của chúng đã gây ra những lo ngại nghiêm trọng về môi trường và sinh thái. Song, những tiến bộ gần đây trong lĩnh vực sinh học tổng hợp đã cho phép tạo ra nhựa sống chứa các bào tử.

Loại nhựa này hoạt động bình thường khi các bào tử ở trạng thái ngủ đông và sẽ bắt đầu phân hủy khi các bào tử được kích hoạt. Tuy nhiên, hiệu quả phân hủy của một chủng vi khuẩn Bacillus duy nhất hoặc hệ thống một enzyme còn nhiều hạn chế. Vì thế, để giải quyết thách thức này, các nhà nghiên cứu đã thiết kế một loại nhựa sống tích hợp nhiều vi khuẩn.

Trong tương lai, các nhà nghiên cứu hy vọng sẽ phát triển được cơ chế kích hoạt bào tử ngay trong môi trường nước, nơi tập trung phần lớn rác thải nhựa. Mặc dù nghiên cứu này hiện mới tập trung vào một loại polyme, nhưng chiến lược tương tự có thể được áp dụng cho các loại nhựa khác, bao gồm cả những loại nhựa dùng một lần phổ biến.

Phương pháp này cung cấp một chiến lược tiềm năng để giải quyết ô nhiễm nhựa thông qua các hệ thống sinh học được phối hợp và lập trình sẵn.

Theo IE