Ilustrační foto. Foto: Mediterranean sea.1 / Shutterstock
Lukáš Rytina
Výzkumníci z Tokijské univerzity, japonské agentury pro výzkum moří JAMSTEC a Univerzity v Gunmě do plastů přimíchali enzymy schopné štěpit jejich strukturu. Výsledky pokusů, které zahrnovaly také několikaměsíční pobyt vzorků na mořském dně, zveřejnil 21. října časopis Nature.
Již ve studii z roku 2024 sledoval japonský tým rozklad plastů v hloubkách od 757 do 5 552 metrů. Při výzkumu se ukázalo, že hlubokomořské mikroorganismy některé biologicky rozložitelné materiály skutečně zpracovávají, avšak výrazně pomaleji než u pobřeží.
V novém výzkumu vědci použili čtyři druhy kompostovatelných polyesterů, označované zkratkami PBS, PBSA, PCL a PBAT. Při tepelném zpracování do nich přimíchali enzymy ze skupiny kutináz či lipáz a z materiálů pak připravili tenké fólie i drobné částice, na kterých mohli zkoumat, zda rozklad pokračuje také na úrovni mikroplastů.
Úloha enzymů spočívá ve štěpení vazeb v dlouhých molekulárních řetězcích, z nichž se plast skládá. Vznikají tak menší molekuly, které mohou následně využít mikroorganismy. Aby se reakce rozběhla, potřebují enzymy vodu, jelikož její přístup k enzymům uvnitř plastu může usnadnit odření povrchu či popraskání výrobku, a tudíž započne proces biodegradace.
Měsíce v hlubinách moře
Vzorky putovaly do pobřežní vody a na čtyři hlubokomořská stanoviště. S jejich ukládáním a vyzvedáváním pomáhala výzkumná ponorka Šinkai 6500. Vedle upravených materiálů vědci umístili stejné plasty bez enzymů, aby mohli porovnat, co přísada změnila.
Výrazný rozdíl zaznamenali v hloubce 757 metrů, kde měla voda přibližně čtyři stupně Celsia. Fólie PBS, PBSA a PCL s přidanou kutinázou během pěti měsíců ztratily téměř veškerou hmotnost, zatímco u kontrolních fólií bez enzymu činil úbytek nejvýše 3,4 procenta.
V ještě větší hloubce už rozklad postupoval pomaleji. Na stanovišti v 5 503 metrech ztratila fólie PBSA s lipázou za osmnáct měsíců 30,5 procenta hmotnosti, zatímco stejný materiál bez enzymu jen 1,6 procenta. U pobřeží naopak stačil přídavek 0,1 hmotnostního procenta kutinázy k úplnému úbytku hmotnosti fólie PBSA během jediného měsíce.
Vědci zkoumali také produkty štěpení a při laboratorních pokusech s pobřežní mořskou vodou měřili spotřebu kyslíku. Výsledky podpořily závěr, že mikroorganismy vzniklé látky dále zpracovávají, avšak úplnou mineralizaci všech vzorků na hlubokomořském dně tím ale doloženou nemají.
Organizace NEDO, která výzkum podporuje, počítá s ověřováním dlouhodobé odolnosti a bezpečnosti materiálů. Součástí pokračujícího vývoje by měla být i levnější výroba a převedení postupu do většího měřítka. Teprve pak se ukáže, pro které výrobky bude přimíchávání enzymů smysluplné a jak se prodraží jejich výroba.
Comments