ابتكار بلاستيك حي يتحلل ذاتيا لمواجهة التلوث البيئي
كشف باحثون عن ابتكار جديد يهدف إلى معالجة مشكلة التلوث البيئي الناتج عن البلاستيك، حيث تم تطوير مادة بلاستيكية تُعرف بالبلاستيك الحي، التي تعتمد على دمج ميكروبات قابلة للتنشيط داخل تركيبتها. وأوضح الباحثون أن هذه الميكروبات تبقى خاملة أثناء الاستخدام، لكنها تُفعّل لاحقًا لتفكيك البلاستيك بالكامل.
أضاف الفريق أن الفكرة الأساسية تعتمد على الاستفادة من قدرة بعض البكتيريا على إفراز إنزيمات تكسر السلاسل البوليمرية، وهي المكون الرئيسي للبلاستيك. وقد استخدم الباحثون سلالتين من البكتيريا تعملان بتناسق، مما سمح بتحليل البلاستيك خلال ستة أيام فقط، من دون تكوين جزيئات بلاستيكية دقيقة، التي تُعتبر من أخطر ملوثات البيئة.
وأشار الباحثون إلى أن هذا الابتكار جاء استجابة لمشكلة معروفة، إذ يتميز البلاستيك التقليدي بمتانته وقدرته على البقاء لقرون، رغم أن العديد من استخداماته، مثل مواد التغليف، قصيرة الأمد. لذلك، سعى الباحثون إلى تحويل هذه المتانة من عيب بيئي إلى ميزة يمكن التحكم بها عبر برمجة توقيت تحلل المادة.
ولتحقيق ذلك، طور الفريق البلاستيك الحي، الذي يحتوي على جراثيم بكتيرية مدمجة. وتبقى هذه الجراثيم في حالة سكون حتى يتم تنشيطها، فتبدأ بإفراز إنزيمين يعملان معًا: أحدهما يقطع سلاسل البوليمر إلى أجزاء صغيرة، والآخر يكمل تفكيك هذه الأجزاء إلى مكوناتها الأساسية.
كما لجأ الباحثون إلى استخدام بكتيريا Bacillus subtilis بعد تعديلها وراثيًا، ودمجها مع بوليمر شائع يعرف بـ"بولي كابرولاكتون"، المستخدم عادة في الطباعة ثلاثية الأبعاد والخيوط الجراحية، وذلك لحماية الميكروبات حتى تنشط.
عند إضافة وسط مغذ ورفع درجة الحرارة إلى نحو 50 درجة مئوية، تنشط البكتيريا وتبدأ عملية التحلل، التي تنتهي خلال أقل من أسبوع، مع كفاءة عالية تمنع تشكّل جزيئات بلاستيكية دقيقة.
لإثبات فعالية هذه التقنية، نجح الفريق في تصنيع جهاز إلكتروني مرن قابل للارتداء لقياس إشارات العضلات باستخدام هذا البلاستيك الحيوي. وقد عمل الجهاز بكفاءة، ثم تحلل بالكامل خلال أسبوعين فقط.
يرى الباحثون أن هذه التقنية تمثل خطوة واعدة نحو تطوير مواد صديقة للبيئة، خاصة مع إمكانية توسيع استخدامها لتشمل أنواعًا مختلفة من البلاستيك. كما يطمح الفريق مستقبلاً إلى إيجاد طرق لتنشيط هذه المواد في البيئات المائية، حيث تتراكم كميات كبيرة من النفايات البلاستيكية.
