Óriási lépés a műanyagmentes jövő felé: baktériumokból növesztenek lebomló műanyagot

Biológiailag lebomló cellulózlapok válthatják ki a plasztik csomagolóanyagokat és az egyszer használatos műanyagokat. A Houstoni Egyetemen kifejlesztett, nagy szakítószilárdságú és hajlékonyságú lapok egyszerű, egyetlen lépésből álló eljárással készülnek, bakteriális cellulózból.

A célzott baktériummozgáson nyugvó módszert Rahman Makszud, a Houstoni Egyetem gépészeti adjunktusa dolgozta ki, azzal a céllal, hogy a globális szennyezést okozó műanyagoknak legyen egy sokfunkciós, biológiailag lebomló alternatívája. A megoldás kulcsa egy természetes biopolimer, a bakteriális cellulóz, amely lehetővé teszi eldobható palackok, csomagolóanyagok vagy akár sebkötözők gyártását is.

„Azt szeretnénk, ha ezek az erős, sokoldalú és környezetbarát bakteriális cellulózlapok mindennapossá válnának, és számos iparágban kiváltanák a műanyagokat, enyhítve ezzel a környezeti károkat” – fogalmazott Rahman.

„Egy egyszerű, egylépcsős és ipari méretekben is alkalmazható, alulról építkező stratégiát mutatunk be, amellyel robusztus bakteriális cellulózlapokat, valamint bakteriális cellulóz-alapú, sokfunkciós hibrid nanoszerkezeteket hozunk létre. Ezek nagy szakítószilárdságot, rugalmasságot és hosszú távú mechanikai stabilitást mutatnak, miközben hajtogathatóak és átlátszóak” – sorolta az előnyöket M.A.S.R. Saadi, a Rice Egyetem doktorandusza, a Nature-ben megjelent tanulmány vezető szerzője.

„Lényegében arra késztetjük a baktériumokat, hogy céltudatosan viselkedjenek: ahelyett, hogy véletlenszerűen mozognának, irányítjuk őket, így rendezett módon állítják elő a cellulózt. Ez az irányított viselkedés és a rugalmas bioszintézis-eljárás, amely különböző nanoanyagokkal is kombinálható, lehetővé teszi, hogy az anyagban egyszerre érjünk el szerkezeti rendezettséget és sokoldalúságot” – vezette le Rahman.

A kutatócsoport bór-nitrid nanoszerkezeteket adott a baktériumokat tápláló folyadékhoz, így olyan bakteriális cellulóz–bór-nitrid nanoszerkezeteket hozott létre, amelyeknek a szakítószilárdsága elérte az 553 megapascalt, a hővezető képességük pedig a háromszorosa volt a kontrollmintákénak.

„Ez az ipari méretben is kivitelezhető, egylépcsős biogyártási eljárás, amely irányított, erős és sokoldalú bakteriális cellulózlapokat eredményez, megnyitja az utat olyan alkalmazások előtt, mint a szerkezeti anyagok, a hőmenedzsment, a csomagolás, a textilipar, a zöld elektronika vagy az energiatárolás” – mondta Rahman.

Gábor János, NEW technology