Згнити швидше полімерній плівці допоможуть спеціальні капсули з ферментом.
З кожним роком у світі виробляється все більше пластику. І все більше пластику відправляється на звалище разом з іншими відходами. Якась його кількість потрапляє у вторинну переробку, але істотна частина полімерних відходів разом з харчовим сміттям виявляється похованою на сміттєвих полігонах. Звичайні полімерні матеріали, на кшталт поліетилену або поліпропілену, не розкладаються від слова зовсім і здатні століттями пролежати в ґрунті без будь-яких якісних змін. Але чи можна зробити так, щоб пластик гнив?
Можна, хоча з цим не все так гладко, як хотілося б. Замість умовно вічного поліетилену можна взяти біорозкладуваний пластик на основі полілактиду - полімеру молочної кислоти. На відміну від поліетилену, який неїстівний для більшості мікроорганізмів, охочих «з'їсти» полілактид набагато більше. Однак на практиці біорозкладаються пластики виявилися не такі біорозкладні. Вся справа в тому, що для їх розкладання необхідні певні умови, які в реальності мало ким дотримуються на звалищах і сміттєвих полігонах. В результаті «біорозкладуваний» пакет, закопаний під багатометровим шаром змішаних відходів, буде гнити дуже і дуже повільно. Процес можна прискорити, зробивши пластик більш «їстівним», але тоді ми програємо в міцності виробів з такого пластику: ті ж пакети будуть часто рвалися, або їх доведеться робити товщою і витрачати на виробництво зайву сировину.
Дослідники з Каліфорнійського університету в Берклі придумали, як зробити так, щоб пакет з півілактида міг бути одночасно і міцним, і максимально біорозкладним. Для цього вони додали в полімерний матеріал фермент протеіназу К, здатний розкладати полілактид до молекул молочної кислоти. Але якщо, що називається, «пустити козла в город», тобто додати фермент до речовини, яку він повинен розкладати, як тоді домогтися того, щоб такий пакет не розвалився на шматочки ще на півдорозі з магазину додому?
Для цього фермент повинен перебувати «в сплячці», поки пакет використовується за призначенням, і пробудитися, коли пакет перетворюється на сміття і потрапляє на звалище. Такої поведінки від ферменту можна домогтися, якщо помістити його в капсулу - оболонку зі спеціального полімерного матеріалу, чутливого до зміни середовища, наприклад, до підвищення температури і вологості. Оболонка не тільки захистить полілактид від ферменту, але і сам фермент від того, щоб він не прийшов в непридатність раніше належного часу. У дослідників вийшло виготовити плівку, яка вела себе, як звичайний пластик при кімнатних умовах, але у якої «включався» режим біорозкладності при попаданні в середовище з підвищеною температурою і високою вологістю. Схожі умови створюються, наприклад, при промисловому компостуванні органічних відходів.
Подібний підхід можна застосовувати не тільки до плівок, а й до інших матеріалів, наділяючи їх здатністю до біорозкладання за певних умов. З одного боку, це допоможе знизити забруднення навколишнього середовища пластиковими відходами. З іншого боку, краще, коли всі відходи, що утворюються, йдуть на вторинну переробку, яка дозволяє зберігати ресурси, що витрачаються на створення нового матеріалу. І тут «розумні» матеріали заважатимуть отримувати якісну сировину за рахунок різноманітності свого хімічного складу. Поки що існує тенденція до використання біорозкладених полімерних матеріалів там, де їх вторинна переробка була б невигідною, наприклад, для пластиків, сильно забруднених харчовими відходами. У міру вдосконалення системи поділу сміття та створення нових матеріалів, можна буде зрушувати цей баланс в ту чи іншу сторону для економії ресурсів нашої планети.