Polimery z bakterii jako trwała, odporna na ciepło alternatywa dla tradycyjnych plastików.

WarsawNaukowcy osiągają postępy w tworzeniu polimerów produkowanych przez bakterie, które mogą zrewolucjonizować przemysł tworzyw sztucznych. Tradycyjne plastiki, takie jak PET i polistyren, są cenione za swoją trwałość i odporność na wysokie temperatury. Jednakże, te tworzywa są wytwarzane z ropy naftowej i szkodzą środowisku. Badacze z Koreańskiego Zaawansowanego Instytutu Nauki i Technologii opracowali biodegradowalny polimer o podobnych właściwościach, stosując do tego celu zmodyfikowane bakterie.

Kluczowe osiągnięcia w tych badaniach obejmują:

• Stworzenie nowego szlaku metabolicznego dla E. coli do produkcji aromatycznych monomerów.
• Wykorzystanie symulacji komputerowych do zaprojektowania wysoce wydajnego enzymu polimerazy.
• Wytworzenie biodegradowalnego polimeru, który wykazuje obiecujące właściwości fizyczne do zastosowań biomedycznych.

Nowy polimer, poli(D-fenyllaktynian), wyróżnia się tym, że jest wytwarzany wyłącznie z monomerów aromatycznych. Wcześniejsze metody produkcji polimerów wymagały mieszania monomerów aromatycznych z alifatycznymi. Naukowcy zmodyfikowali enzymy z różnych mikroorganizmów, aby opracować szlak metaboliczny, który umożliwił E. coli produkcję oraz przetwarzanie tych zazwyczaj toksycznych związków aromatycznych.

Zespół osiągnął znaczący postęp, wykorzystując symulacje komputerowe do stworzenia enzymu polimerazy zdolnego do efektywnego łączenia tych monomerów. Naturalne enzymy nie działają tak dobrze. Po wielu modyfikacjach, zmodyfikowane bakterie wyprodukowały 12,3 gramów polimeru na litr w kadziach fermentacyjnych. Ten wynik jest obiecujący, ale aby było to opłacalne komercyjnie, konieczne jest osiągnięcie 100 gramów na litr.

Zobacz również:

Dzisiaj · 03:23

Nowe podejście do choroby Alzheimera: odkrycia dotyczące mechanizmów i potencjalnych terapii

Ten polimer może być przydatny w dostarczaniu leków, ponieważ ulega rozkładowi w organizmie i pozostaje stabilny przy różnych temperaturach. Ta stabilność jest kluczowa dla utrzymania skuteczności leków. Jednak obecnie polimer nie jest tak wytrzymały jak standardowy PET używany w przemyśle, dlatego wymaga dalszych prac nad jego ulepszeniem.

Zespół badawczy zamierza opracować nowe rodzaje aromatycznych monomerów, aby tworzyć polimery o różnych właściwościach chemicznych i fizycznych. Chcą również zwiększyć produkcję i usprawnić proces odzyskiwania na potrzeby komercyjne. Jeśli im się to uda, ta metoda może zastąpić wiele tworzyw sztucznych bazujących na ropie naftowej, co pomoże zredukować zmiany klimatyczne i globalny problem plastikowy.

Badania te są wspierane przez kluczowe organizacje, takie jak Krajowa Fundacja Badań oraz Koreańskie Ministerstwo Nauki i ICT, co podkreśla ich potencjalny wpływ. Sukces tej metody zależy od kontynuowanej międzynarodowej współpracy, która uczyni ją skalowalną i opłacalną. Udoskonalenie polimerów inżynieryjnych z bakterii może prowadzić do bardziej zrównoważonych praktyk produkcyjnych.