Kendi kendini yok edebilen ‘canlı plastik’ geliştirdi

Plastik kirliliğiyle mücadele eden araştırmacılar, içerisine özel olarak programlanmış mikroorganizmalar entegre edilen ve istenildiğinde kendi kendini tamamen yok edebilen “canlı plastik” geliştirdi. Üstelik bu malzeme, parçalanma sürecinde mikroplastik oluşumuna da yol açmıyor.

Kontrol edilebilir plastik

Haberi okuduğunuz için teşekkürler, bizi takip etmeyi unutmayın!

Geleneksel plastiklerin doğada yüzlerce yıl bozulmadan kalması ciddi çevresel sorunlara neden oluyor. Araştırma ekibi, bu sorunu tersine çevirmeyi hedefleyerek plastiklerin dayanıklılığını sabit bir özellik olmaktan çıkarıp programlanabilir bir yapıya dönüştürdü.

Çalışmanın yazarlarından Zhuojun Dai, bu yaklaşımın temel motivasyonunu “Geleneksel plastiklerin yüzyıllar boyunca kalıcı olduğu, ancak ambalaj gibi birçok uygulamanın kısa ömürlü olduğu gerçeği, şu soruyu gündeme getirdi: Malzemenin yaşam döngüsüne doğrudan bozunmayı dahil edebilir miyiz?” sözleriyle açıklıyor.

Araştırmanın merkezinde, birlikte çalışan iki farklı bakteri suşu yer alıyor. Bilim insanları, Bacillus subtilis bakterisini genetik olarak programlayarak iki farklı plastik parçalayıcı enzim üretmesini sağladı. Bu enzimlerden biri uzun polimer zincirlerini rastgele keserek küçük parçalara ayırırken diğeri bu parçaları uçlardan başlayarak tamamen monomer yapı taşlarına kadar indiriyor.

Bu iş birliği sayesinde plastik, yalnızca altı gün içinde tamamen çözünüyor. Üstelik süreç boyunca mikroplastik oluşumu gözlemlenmiyor, bu da teknolojiyi mevcut çözümlerden ayıran kritik bir avantaj olarak öne çıkıyor.

Giyilebilir elektroniklerde başarıyla test edildi

Öte yandan araştırmacılar, mikroorganizmaları aktif halde değil, uyku durumundaki spor formunda plastiğin içine entegre etti. Bu sayede malzeme, kullanım sırasında normal plastik gibi davranıyor ve mekanik özelliklerini koruyor. Çalışmada kullanılan temel polimer ise 3D yazıcılarda ve cerrahi dikişlerde yaygın olarak kullanılan polikaprolakton oldu.

Ancak sistem, belirli bir tetikleyiciyle aktive edilebiliyor. Yaklaşık 50 derece sıcaklıktaki besin çözeltisi eklendiğinde sporlar aktif hale geçiyor ve enzim üretimi başlıyor. Bu süreç, plastiğin tamamen çözünmesiyle sonuçlanıyor.

Araştırma ekibi, geliştirdikleri malzemeyi yalnızca laboratuvar ortamında test etmekle kalmadı, aynı zamanda gerçek bir uygulamaya da dönüştürdü. Üretilen “canlı plastik” kullanılarak insan kas sinyallerini (EMG) algılayabilen giyilebilir bir elektrot geliştirildi.

Bu elektrot, kullanım sürecinde beklenen performansı gösterirken deney sonunda tamamen parçalanarak ortadan kayboldu. Yapılan ölçümlerde cihazın iki hafta içinde tamamen yok olduğu tespit edildi.

Araştırmacılar, bu teknolojinin özellikle tek kullanımlık plastiklerin yol açtığı çevresel yükü azaltmada önemli bir rol oynayabileceğini belirtiyor. Çalışma şu an yalnızca belirli bir polimer türü üzerinde gerçekleştirilmiş olsa da aynı yaklaşımın farklı plastik türlerine de uygulanabileceği ifade ediliyor. Gelecek aşamada ise sistemin su ortamında aktive edilebilmesi hedefleniyor.