จากแนวคิดพลาสติกที่สามารถย่อยสลายได้เองเมื่อไม่จำเป็นต้องใช้ ทีมนักวิทยาศาสตร์ชาวจีนได้ทำให้แนวคิดนี้ใกล้ความเป็นจริงมากขึ้น โดยพวกเขาฝังแบคทีเรียที่อยู่ในสภาวะพักตัวไว้ภายในพอลิเมอร์ ทำให้เกิดวัสดุที่สามารถกระตุ้นการทำงานได้ตามคำสั่งและย่อยสลายได้โดยไม่ทิ้งเศษไมโครพลาสติกไว้ ซึ่งงานวิจัยนี้ได้ตีพิมพ์ในวารสาร ACS Applied Polymer Materials

พลาสติกมีชีวิต ย่อยสลายได้ไม่ทิ้งเศษไมโครพลาสติก ใน 6 วัน ภาพจาก techspot

นักวิทยาศาสตร์จาก The Shenzhen Institutes of Advanced Technology ได้พัฒนา “พลาสติกมีชีวิต” ที่มีสวิตช์ปิดการทำงานในตัว วัสดุนี้ประกอบด้วยสปอร์ของแบคทีเรีย Bacillus subtilis ที่ได้รับการดัดแปลงทางพันธุกรรม ซึ่งเป็นแบคทีเรียในดินทั่วไป และจะอยู่ในสภาวะไม่ทำงานระหว่างการใช้งานปกติ เมื่อสัมผัสกับตัวกระตุ้น สปอร์จะตื่นขึ้นและผลิตเอนไซม์ที่ย่อยสลายพลาสติกจากภายใน

ทีมวิจัยใช้แบคทีเรียสองสายพันธุ์ที่ทำงานร่วมกัน สายพันธุ์หนึ่งผลิตเอนไซม์ไลเปส (Lipase) จาก Candida antarctica ซึ่งทำหน้าที่ตัดสายโซ่พอลิเมอร์ยาว ๆ ให้เป็นชิ้นเล็ก ๆ อย่างสุ่ม ๆ ส่วนอีกสายพันธุ์หนึ่งผลิตเอนไซม์ไลเปสจาก Burkholderia cepacia ซึ่งทำหน้าที่ย่อยชิ้นส่วนเหล่านั้นจากปลายทั้งสองข้างจนกระทั่งกลายเป็นโมเลกุลขนาดเล็ก

พลาสติกมีชีวิต ย่อยสลายได้ไม่ทิ้งเศษไมโครพลาสติก ใน 6 วัน ภาพจาก techspot

โครงสร้างโมเลกุลที่ยาวและเรียงตัวกันอย่างหนาแน่นของพลาสติกทำให้วัสดุมีความทนทาน แต่ยากต่อการที่เอนไซม์จะย่อยสลาย การสร้างจุดแตกหักใหม่ทำให้เอนไซม์ตัวแรกมีพื้นที่ทำงานมากขึ้นสำหรับเอนไซม์ตัวที่สอง

นักวิจัยได้ผสมสปอร์ที่อยู่ในสภาวะพักตัวลงใน Polycaprolactone: PCL ซึ่งเป็นโพลีเอสเตอร์ที่ใช้ในเส้นใยสำหรับการพิมพ์ 3 มิติ และไหมเย็บแผลที่ละลายได้บางชนิด งานวิจัยระบุว่า ฟิล์มที่ได้มีคุณสมบัติทางกลคล้ายกับ Polycaprolactone ทั่วไป ซึ่งแสดงให้เห็นว่าจุลินทรีย์ที่ฝังอยู่ไม่ได้ทำให้คุณสมบัติการใช้งานของวัสดุเสียไป

พลาสติกมีชีวิต ย่อยสลายได้ไม่ทิ้งเศษไมโครพลาสติก ใน 6 วัน ภาพจาก ACS Applied Polymer Materials

เมื่อนำพลาสติกไปแช่ในน้ำซุปที่มีสารอาหารซึ่งให้ความร้อนถึง 122 องศาฟาเรนไฮต์ สปอร์จะทำงานและฟิล์มจะสลายตัวอย่างสมบูรณ์ภายในหกวัน

แต่ทั้งนี้ มีข้อจำกัดบางประการ การสาธิตนี้ใช้พอลิเมอร์ที่ย่อยสลายได้ค่อนข้างง่าย ไม่ใช่พอลิเอทิลีน พอลิโพรพีลีน หรือ PET ที่พบในขยะพลาสติกส่วนใหญ่ของโลก นอกจากนี้ ตัวกระตุ้นยังต้องใช้สารละลายอาหารเลี้ยงเชื้ออุ่น ซึ่งใช้ได้ดีในห้องปฏิบัติการ แต่ไม่ค่อยเหมาะสมนักสำหรับขยะในมหาสมุทรหรือบรรจุภัณฑ์ของผู้บริโภค

อัปเดตข้อมูลแวดวงวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี รู้ทันโลกไอที และโซเชียลฯ ในรูปแบบ Audio จาก AI เสียงผู้ประกาศของไทยพีบีเอส ได้ที่ Thai PBS

ที่มาข้อมูล : techspot

“รอบรู้ ดูกระแส ก้าวทันโลก” ไปกับ Thai PBS Sci & Tech

สรุปประเด็นให้โดย Generative AI

หลังจากใช้ 6 วัน! “พลาสติกมีชีวิต” ย่อยสลายได้ไม่ทิ้งเศษไมโครพลาสติก