Ученые научились разлагать пластик, который ранее не подлежал вторичной переработке

Пластик — универсальный материал нашего времени: он дешевый, химически устойчивый и прочный. Однако именно последнее свойство делает его утилизацию довольно сложной. На разложение пластика уходят десятки, а иногда и сотни лет, из-за чего такого рода отходы засоряют землю и океаны. Поэтому ученые всего мира постоянно думают о том, как наиболее эффективно расщеплять пластик и в последние годы были обнаружены бактерии, которые способны это делать.

Питаться пластиком может, например, Rhodococcus ruber, уничтожая до 1,2 процентов массы полиэтилена, ежегодно попадающего в Мировой океан. Правда, для этого нужны подходящие условия окружающей среды, да и сам пластик, который способны расщеплять такого рода бактерии, обычно мягкий. Куда сложнее дела обстоят с прочным материалом — например, термопластичным полиуретаном, из которого изготавливают обувь, запчасти для автомобилей, чехлы для телефонов и многие другие товары повседневного быта. Пока такой вид пластика вообще не подлежит вторичной переработке.

Ученые из Калифорнийского университета в Сан-Диего (США) решили озаботиться этой проблемой. Они обратили внимание на сенную палочку (Bacillus subtilis) — вид грамположительных бактерий, которую получают из сенного экстракта. При этом бактерия встречается повсюду — от кишечника человека и животных до воздуха и воды. Эти же микроорганизмы способны разлагать пластик.

Исследователи предложили внедрять Bacillus subtilis в сам материал. Интересно то, что бактерия не будет разлагать пластик до того момента, как он попадет на свалку и соприкоснется с почвой. Чтобы она начала вырабатывать ферменты — пластик нужно буквально зарыть в компост. Поэтому пользоваться такими изделиями можно будет сколь угодно долго. Но есть проблема — высокая температура, используемая в производстве пластика, убивает большинство бактериальных спор.

Поэтому ученые создали ГМО-микробы Bacillus subtilis, способные противостоять нагреву, и обнаружили, что от 96 до 100 процентов спор таких бактерий способны выживать при температуре обработки пластика в 135 градусов Цельсия. Это весьма многообещающий результат, поскольку не генномодифицированные бактерии выживают при таком нагреве лишь примерно в 20 процентах случаев.

После этого исследователи проверили то, насколько хорошо Bacillus subtilis разлагают пластик. Выяснилось, что при концентрации до одного процента от веса пластика микроорганизмы расщепляют более 90 процентов материала в течение пяти месяцев после закапывания в компост. Ученые обнаружили и другой приятный бонус — пластик, изготовленный с использованием Bacillus subtilis, на 37 процентов более прочный и на 30 процентов имеет меньшую склонность к разрыву по сравнению с обычным термопластичным полиуретаном. Таким образом, споры бактерий действуют на материл подобно армирующему наполнителю. Исследование опубликовано в журнале Nature Communications.