Пластиковое загрязнение остается одной из самых серьезных экологических угроз современности. Ежегодно миллионы тонн пластика попадают в океан, формируя гигантские мусорные острова и нанося непоправимый ущерб морским экосистемам. Традиционные биопластики, такие как полилактид (PLA), хотя и считаются более экологичными, разлагаются лишь в определенных условиях, а в глубинах океана сохраняются десятилетиями. Однако новое исследование японских ученых дает надежду на решение этой проблемы.
Группа исследователей из университетов Синсю и Гунма и Японского агентства по морским и земным наукам и технологиям доказала, что биопластик LAHB способен полностью разлагаться даже в экстремальных условиях глубоководного океана. Результаты эксперимента показали, что пленки LAHB теряют больше 80% своей массы всего за 13 месяцев на глубине 855 метров, тогда как обычный PLA остается практически неизменным.
Уникальность этого материала заключается в его структуре. LAHB синтезируется с помощью генетически модифицированных бактерий Escherichia coli и содержит молочную кислоту, которая делает его более восприимчивым к микробному разложению.
В ходе эксперимента ученые погрузили два типа пленок LAHB вместе с PLA в воды близ острова Хацусима. Уже через 7 месяцев пленки LAHB начали терять массу, а через 13 месяцев их деградация достигла 82%. При этом на поверхности материала образовались микробные биопленки, что свидетельствовало о естественном процессе разложения.
Ключевую роль в этом процессе играют глубоководные микроорганизмы, способные вырабатывать специализированные ферменты. Исследователи обнаружили, что бактерии рода Colwellia, Pseudoteredinibacter и другие гамма-протеобактерии выделяют деполимеразы, расщепляющие длинные полимерные цепи LAHB на более мелкие фрагменты. Затем другие микробы, включая альфа-протеобактерии, превращают эти фрагменты в воду, углекислый газ и безвредные органические соединения. В отличие от LAHB, PLA остался практически нетронутым, что подтвердило его устойчивость к биодеградации в глубоководных условиях.
Это открытие имеет весомое значение для борьбы с пластиковым загрязнением. По данным ОЭСР, в 2019 году в мировой океан попало около 1,7 млн тонн пластиковых отходов, значительная часть которых скапливается в глубинных зонах, где традиционные биопластики не разлагаются. LAHB может стать первым шагом к созданию по-настоящему экологичных материалов, способных решить проблему накопления пластика в морях.
Ранее Наука Mail рассказывала, что ученые презентовали новый суперматериал, который может заменить пластик.
