Creata plastica vivente rivoluzionaria che si degrada in un solo mese

Gli scienziati hanno creato una rivoluzionaria plastica vivente che si decompone in un solo mese, dimezzando i tempi delle plastiche biodegradabili sperimentali più efficienti in un sistema di compostaggio analogo. Può essere definita "vivente" poiché al suo interno sono incapsulate spore batteriche che, una volta iniziato il processo di degradazione, liberano sostanze in grado di velocizzare sensibilmente la distruzione. Sebbene si tratta di una procedura concettuale, al momento confinata nei soli test di laboratorio, in futuro potrebbe rivoluzionare la produzione dei polimeri e abbattere il problema dell'inquinamento da plastica, considerato una vera e propria emergenza globale.

Ogni anno, del resto, produciamo 400 milioni di tonnellate di plastica, delle quali il 50 percento è monouso. Ciò significa che viene utilizzata una sola volta e poi gettata o dispersa nell'ambiente a causa dell'inciviltà e della negligenza delle persone. Di questa quantità enorme riusciamo a riciclarne appena il 9 percento; tutto i resto finisce incenerito – catalizzando altre forme di inquinamento – oppure abbandonato, trasformandosi in una trappola mortale per gli animali e una minaccia anche per la nostra salute. Frammentandosi, infatti, i detriti plastici danno vita a microplastiche e nanoplastiche estremamente pericolose. Frammenti di polimeri plastici sono stati trovati praticamente in ogni organo e tessuto umano; non a caso secondo alcuni studi ne ingeriamo e inaliamo mezzo chilogrammo ogni anno.

L'inquinamento da plastica è così pervasivo che si calcola che nei fondali marini se ne trovino 14 milioni di tonnellate, mentre sulle Alpi ogni anno ne “piovono” 3.000 tonnellate. È stato anche calcolato che nel Mar Mediterraneo ogni minuto finisce l'equivalente di 34.000 bottigliette di plastica. Questi dati e le catastrofiche conseguenze ambientali che ne derivano evidenziano che non si può continuare così. Per questo l'innovativa “plastica vivente” appena inventata potrebbe rappresentare una futura svolta per combattere l'inquinamento.

A sviluppare il materiale potenzialmente rivoluzionario è stato un team di ricerca cinese guidato da scienziati dell'Istituto di biologia sintetica e dell'Istituto di tecnologia avanzata di Shenzhen legati all'Accademia cinese delle scienze, che hanno collaborato a stretto contatto con i colleghi del Dipartimento di Ingegneria Meccanica ed Energetica dell'Università Meridionale della Scienza e della Tecnologia e del Centro dei polimeri in Medicina. I ricercatori, coordinati dal professor Chenwang Tang, docente presso il Laboratorio chiave di biologia sintetica quantitativa dell'ateneo cinese, hanno realizzato la plastica vivente grazie alla scoperta di batteri in grado di degradare attivamente i polimeri. Furono individuati per la prima volta nel 2016 all'interno di un centro di riciclaggio giapponese. Da allora gli studiosi di tutto il mondo hanno identificato altri microorganismi con analoghe capacità, che a loro volta hanno ispirato la produzione di enzimi sintetici in grado di divorare efficacemente i detriti plastici.

Nel nuovo studio gli scienziati cinesi sono stati in grado di integrare le spore di questi batteri all'interno di una plastica innovativa che, non appena inizia il processo di decomposizione, inizia a distruggersi in modo estremamente rapido. Come spiegato da ScienceAlert, poiché questi enzimi digestivi – grandi proteine – possono essere instabili o rompersi facilmente, il professor Tang e colleghi hanno unito una molecola molto efficace nella degradazione della plastica (ottenuta dal batterio Burkholderia cepacia) nella spora di un altro batterio particolarmente resistente alle sollecitazioni meccaniche, Bacillus subtilis. Poi hanno aggiunto queste spore in una plastica a base di policaprolattone o PLC, senza comprometterne le proprietà fisiche. In parole semplici, è possibile realizzare oggetti come contenitori e bottiglie con questo materiale senza che siano alterati dalla presenza dei batteri. Una volta che questa plastica inizia a decomporsi, le spore del batterio “chimera” vengono esposte all'esterno e iniziano a liberare l'enzima digestivo (BC-lipasi) che distrugge la plastica. Come indicato, con questo metodo in circa un mese viene consumato l'oggetto.

“Questo studio presenta un metodo per fabbricare plastiche ecologiche in grado di funzionare quando le spore sono latenti e di decomporsi quando vengono attivate, gettando luce sullo sviluppo di materiali sostenibili”, hanno dichiarato il professor Tang e colleghi nell'abstract dello studio. Le spore, inoltre, sopravvivono al processo di cottura della plastica (a centinaia di gradi) e restano stabili anche quando immerse nella soda per due mesi. I dettagli della ricerca “Degradable living plastics programmed by engineered spores” sono stati pubblicati sull'autorevole rivista scientifica specializzata Nature Chemical Biology.