Каждый человек использует в среднем 30 кг пластика в год. Учитывая, что в настоящее время средняя продолжительность жизни в мире составляет около 70 лет, человек за свою жизнь выбросит около двух тонн пластика. Если умножить это количество на число людей на Земле, которое постоянно растет, то общая цифра будет просто ошеломляющей.
Франческо Стеллаччи, профессор и руководитель лаборатории супрамолекулярных наноматериалов и интерфейсов Инженерной школы EPFL, и профессор Себастьяном Дж. Меркле предлагают новый подход к проблеме переработки пластика. Результаты исследований ученых опубликованы в журнале Advanced Materials.
“Когда мы используем биоразлагаемые пластики, в процессе разложения получаются остатки, которые необходимо хранить или захоранивать. Чем больше земли отведено под это, тем меньше земли доступно для сельского хозяйства, и вы должны учитывать экологические последствия, потому что продукт биоразложения обязательно изменит экосистему местности”, — рассказывает Стеллаччи.
Известно, что белки – это одно из основных органических соединений, из которых состоит наш мир. Как и ДНК, они относятся к семейству полимеров. Белки – длинные цепочки молекул, или мономеры, известные как аминокислоты.
“Белок похож на нитку жемчуга, где каждая жемчужина – это аминокислота. Каждая жемчужина имеет свой цвет, и последовательность цветов определяет структуру нити и, следовательно, ее свойства. В природе цепочки белков распадаются на составляющие аминокислоты, и клетки рекомбинируют эти аминокислоты для образования новых белков, то есть они создают новые нити жемчуга с другой последовательностью цветов”, — делится Джейвери.
В лаборатории Джейвери сначала попытался воспроизвести этот естественный цикл вне живых организмов.
“Мы отобрали белки и разделили их на аминокислоты. Затем поместили аминокислоты в бесклеточную биологическую систему, которая собрала аминокислоты обратно в новые белки с совершенно разными структурами и применением”, — объясняет он.
Джейвери и Стеллаччи успешно превратили шелк в белок, используемый в биомедицинских технологиях.
В чем же связь между сборкой белков и переработкой пластика? Поскольку оба соединения являются полимерами, механизмы, которые естественным образом происходят в белках, могут быть применены и к пластику. Хотя эта аналогия может показаться многообещающей, Стеллаччи предупреждает, что разработка таких методов не произойдет в одночасье.
Он также отмечает, что этот новый подход к переработке пластмасс, похоже, единственный, который действительно соответствует постулату циклической экономики.
