Många plastprodukter är utformade för att användas endast en gång, trots att själva materialet håller i åratal. Men en ny strategi tar itu med detta problem genom att skapa produkter som självförstörs på kommando, så kallad ”levande plast”.
Dessa material innehåller aktiverbara, plastnedbrytande mikrober tillsammans med polymererna. Ett forskarteam som rapporterar i ACS Applied Polymer Materials använde två bakteriestammar som samverkade och fullständigt nedbröt materialet på bara sex dagar, utan att bilda mikroplast.
Varför forskare omprövar plast
Zhuojun Dai, en av artikelns författare, förklarar att ”insikten om att traditionell plast består i århundraden, medan många tillämpningar, som förpackningar, är kortlivade, fick oss att fråga: Kan vi bygga in nedbrytning direkt i materialets livscykel?”
Många mikrober kan bryta ner långa polymerkedjor till mindre bitar med hjälp av enzymer. Eftersom plast är polymerer kan dessa enzymer eller de mikrober som producerar dem införlivas i levande plast.
”Genom att inbädda dessa mikrober kan plasten i praktiken ’väcka liv’ och självförstöras på kommando, vilket förvandlar hållbarheten från ett problem till en programmerbar egenskap”, förklarar Dai.
Hur det levande plastsystemet fungerar
Medan tidigare försök främst förlitade sig på ett enda enzym ville Dai, Jin Geng, Dianpeng Qi och kollegor förbättra nedbrytningseffektiviteten. Så de modifierade Bacillus subtilis för att producera två samverkande, polymernedbrytande enzymer. Det ena enzymet fungerar som en slumpmässig klippare och klipper de långa polymerkedjorna i mindre bitar, medan det andra långsamt tuggar sönder dessa bitar till deras monomerbildande enheter från varje ände.
Teamet blandade den vilande sporförm av B. subtilis med polykaprolakton (en polymer som är vanlig vid 3D-utskrift och i vissa kirurgiska suturer) för att skydda mikroberna innan de behövdes. Den resulterande levande plasten hade mekaniska egenskaper som liknade de hos vanliga polykaprolaktonfilmer. Men så snart en näringsbuljong vid 122 grader Fahrenheit (50 grader Celsius) tillsattes, aktiverades sporerna och bryter ner plasten helt till dess grundläggande byggstenar efter bara sex dagar. Samarbetet mellan enzymerna var så effektivt att det till och med förhindrade att mikroplastpartiklar bildades under nedbrytningsprocessen.
En levande plast med ett par samverkande, plastnedbrytande enzymer nedbröt materialet helt inom sex dagar. Källa: Anpassat från ACS Applied Polymer Materials 2026, DOI: 10.1021/acsapm.5c04611
Tester i verkligheten och vad som kommer härnäst
Som ett proof-of-concept skapade forskarna en bärbar plastelektrod av sin levande plast och fann att den fungerade som förväntat och nedbröts helt inom två veckor.
I framtida arbete hoppas forskarna kunna utveckla en utlösare för sporerna i vatten, där en stor del av plastföroreningen hamnar. Och även om detta arbete fokuserade på endast en polymer, skulle en liknande strategi kunna användas för andra plasttyper, inklusive de som vanligtvis finns i engångsplast.
Publikationsuppgifter
Chenwang Tang et al, Degradable Living Plastics Programmed by Engineered Microbial Consortia, ACS Applied Polymer Materials (2026). DOI: 10.1021/acsapm.5c04611
