Novo Plástico Vivo Decompõe-se após ser Eliminado
Os cientistas desenvolveram um “plástico vivo” que se auto-destrói quando começa a sofrer erosão. Durante a compostagem, este material inovador decompõe-se em apenas um mês, enquanto os plásticos convencionais podem demorar até 55 dias a decompor-se em condições semelhantes.
Esta tecnologia promissora é inspirada nas proteínas que degradam o plástico, produzidas naturalmente por um tipo de bactéria descoberta numa fábrica de reciclagem no Japão em 2016. Desde então, os investigadores identificaram outras bactérias que desenvolveram enzimas capazes de decompor o plástico.
Estas proteínas naturais inspiraram versões sintéticas que são ainda mais eficazes na digestão de resíduos de plástico.
Incorporação de esporos secretores de enzimas em plásticos
Na Academia Chinesa de Ciências (CAS), o biólogo sintético Chenwang Tang e a sua equipa conseguiram incorporar esporos bacterianos que segregam estas enzimas diretamente no plástico de policaprolactona (PCL). Isto significa que, quando o plástico começa a decompor-se, as enzimas libertadas podem completar o processo de degradação.
As enzimas, sendo proteínas grandes e complexas, são normalmente instáveis ou frágeis. Para resolver este problema, os investigadores introduziram o gene de uma enzima lipase da bactéria Burkholderia cepacia (BC) no ADN de outro micróbio, Bacillus subtilis, que, sob a forma de esporos, pode suportar temperaturas e pressões elevadas.
Melhoria da degradação do plástico com enzimas artificiais
À medida que a superfície do plástico sofre erosão, os esporos libertados começam a germinar, levando o B. subtilis em crescimento a expressar a sua versão de BC-lipase, que degrada efetivamente as moléculas de PCL.
Quando outra lipase da levedura Candida antarctica foi utilizada para acelerar o processo, o plástico degradou-se numa semana. Em contrapartida, os plásticos PCL tradicionais tratados nas mesmas condições permaneceram intactos durante mais de três semanas.
Teste de sobrevivência de esporos em vários tipos de produção de plásticos
As temperaturas e pressões necessárias para produzir PCL não são tão extremas como as necessárias para outros tipos de plásticos. Para ver se os esporos podiam suportar os processos necessários para criar outros plásticos, os investigadores do CAS modificaram as bactérias para expressarem marcadores fluorescentes.
Testaram vários tipos de plástico, incluindo PBS (polibutileno succinato), PBAT (polibutileno adipato-co-tereftalato), PLA (ácido poliláctico), PHA (polihidroxialcanoatos) e até PET (politereftalato de etileno), que requer temperaturas até 300°C.
Quando estes plásticos infundidos com esporos foram fisicamente degradados ou fervidos, começaram a brilhar, o que indica que os esporos sobreviveram ao “processo de cozedura” e libertaram o seu conteúdo como previsto quando o plástico começou a sofrer erosão.
Durabilidade e robustez dos plásticos vivos
A equipa de investigação do CAS observou: “Os plásticos vivos permaneceram estáveis quando embebidos em refrigerante (Sprite) durante 60 dias, sugerindo a sua potencial utilização como materiais de embalagem.” Além disso, os plásticos foram capazes de “se desintegrar completamente sem o uso de antibióticos, demonstrando a robustez do sistema”.
Embora este estudo seja apenas uma prova de conceito, apresenta uma potencial solução intrigante para o problema crescente da poluição por plásticos. Nas últimas duas décadas, a produção de plástico duplicou e o impacto ambiental dos resíduos plásticos está a tornar-se cada vez mais evidente.
A equipa do CAS espera que a sua nova técnica possa eventualmente conduzir ao desenvolvimento de materiais sustentáveis e biodegradáveis que não poluam o planeta durante centenas de anos após uma única utilização.
Leia o Artigo Original: Science Alert
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