Ученые предложили метод «рециркуляции» пластиковых отходов: из мусора в полезные вещи
Ученые намерены разбирать синтетический пластиковый мусор на отдельные составляющие и формировать из них новые пластиковые продукты без потери их качества
Новое исследование демонстрирует доказательство концепции совершенно нового подхода к переработке пластика, вдохновленного тем, как природа естественным образом «перерабатывает» компоненты органических полимеров, присутствующих в нашей окружающей среде.
Этот подход основан на том факте, что одни белки в органических полимерах постоянно разбиваются на части и собираются в другие белки без потери качества строительных блоков. По сути, когда дело доходит до переработки пластика — синтетического полимера – принцип должен оставаться тем же.
Белки — одно из основных органических соединений, которые действуют как строительные блоки для всех биосубстанций. Это длинные цепочки молекул (или мономеров), известные как аминокислоты, и исследователи полагают, что способ, которым эти молекулы могут быть разбиты и реконфигурированы, также предполагает потенциальную стратегию переработки синтетических полимеров.
«Белок подобен нитке жемчуга, где каждая жемчужина — это аминокислота», — поясняет материаловед Симоне Джавери из Федеральной политехнической школы Лозанны (EPFL) в Швейцарии.
«Каждая жемчужина имеет свой цвет, и последовательность цветов определяет структуру нити и, следовательно, ее свойства. В природе белковые цепи распадаются на составляющие аминокислоты, и клетки соединяют эти аминокислоты вместе, чтобы сформировать новые белки, то есть они создают новые нити жемчуга с другой цветовой последовательностью», — добавила она.
Исследователи назвали свой подход «рециркуляцией в экономике замкнутого цикла, вдохновленной природой», или сокращенно NaCRe.
В лабораторных тестах команда смогла разделить выбранные белки на аминокислоты, а затем собрать их в новые белки с различной структурой и использованием. В одном случае они превратили белки шелка в зеленый флуоресцентный белок, который представляет собой светящийся индикатор, используемый в биомедицинских исследованиях. Несмотря на эту деконструкцию и реконструкцию, качество белков оставалось постоянным.
Согласно анализу команды, механизмы, которые естественным образом возникают в белках, могут быть применены и к пластику, хотя разработка и масштабирование необходимой технологии займет некоторое время.
Следует учитывать существенные различия между натуральными и синтетическими полимерами, но исследователи говорят, что этот новый подход к переработке возможен — и позволит сохранить материалы в использовании в течение максимально долгого времени.
«Это потребует радикально иного мышления», — говорит материаловед Франческо Стеллаччи из EPFL. «Полимеры — это нити жемчуга, но синтетические полимеры состоят в основном из жемчуга одного цвета, и когда цвет отличается, последовательность цвета редко имеет значение».