Ученые создали «живой» пластик со спящими бактериями. При нагреве до определенной температуры они просыпаются и за шесть дней полностью съедают материал, не оставляя даже микропластик.

Многие пластиковые изделия предназначены для одноразового использования, но отходы потом хранятся годами. Новая разработка ученых предлагает решить эту проблему за счет создания материалов, которые самоуничтожаются по команде. В состав таких материалов будет входить активируемый фермент, разлагающий пластик.

Ранее для подобных экспериментов ученые использовали только один фермент, теперь было принято решение увеличить их количество и добавить бактерии.

Исследователи изменили бактерию так, чтобы она производила два фермента, которые работают сообща и разрушают полимеры. Один фермент как бы режет длинные пластиковые цепи на мелкие куски, а другой фермент медленно «пережевывает» эти куски с каждого конца, превращая их в мельчайшие частицы — кирпичики, из которых состоит пластик.

Ученые смешали бактерии, которые находились в «спящем» состоянии с пластиком, который используют в 3D-печати и хирургии. Эти бактерии оставались неактивными до нужного момента. Получившийся живой пластик по свойствам не отличался от обычного. Но когда в него добавили питательную жидкость и нагрели до 50, «спящие» бактерии проснулись и за шесть дней полностью разрушили пластик, не оставив даже следов в виде микрочастиц.

В качестве эксперимента исследователи создали из такого пластика носимый пластиковый электрод и обнаружили, что он полностью разрушился в течение двух недель при определенных температурных условиях.

Как сообщает Американское химическое общество, в будущем исследователи надеются разработать способ активации спор фермента в воде — туда попадает большая часть пластикового загрязнения. И хотя эта работа была сосредоточена только на одном полимере, аналогичную стратегию планируется использовать и для других типов пластиков, в том числе тех, что часто встречаются в одноразовой упаковке.

🌐 читайте ГорХоз в вк: vk.com/gorhoznews

@gorhoz

Китайцы научились из отходов и сточных вод одновременно получать водород и поглощать CO2
 
Китайские исследователи представили перспективную технологию получения биоводорода с помощью ферментации, которая одновременно решает две важные задачи — производство экологически чистого топлива и переработку углекислого газа. В основе метода лежит использование специальных микроорганизмов, перерабатывающих органические отходы в анаэробной среде.
 
В отличие от традиционного промышленного производства водорода, где основным сырьём служит природный газ, что также ведёт к неизбежным и значительным выбросам CO2, новый биотехнологический подход позволяет включить углекислый газ непосредственно в процесс получения полезного продукта. Это делает технологию потенциально углеродно-нейтральной и актуальной в условиях глобального перехода к низкоуглеродной энергетике.
 
Ключевая особенность разработки заключается в применении комбинированной ферментации. На первом этапе органические среды — например, сельскохозяйственные отходы, остатки пищевой промышленности или любая другая биомасса — подвергаются так называемой тёмной ферментации. В ходе этого процесса бактерии расщепляют органику без доступа света и кислорода, выделяя водород.
 
После этого в среду вводятся дополнительные компоненты для связывания CO2, который образуется как побочный продукт. Обычно этот газ просто выбрасывается в атмосферу, однако предложенный учёными процесс позволяет повторно использовать его в реакторе, что значительно повышает общий КПД установки и снижает углеродный след производства. Как считают аналитики, это может обеспечить срок окупаемости подобных установок около 6–7 лет, если технологию реализовать в масштабе промышленного производства.
 
Разработчики подчёркивают, что технология обладает серьёзным преимуществом перед электролизом воды. Хотя электролиз считается «чистым» способом получения водорода, он требует больших затрат электроэнергии и дорогостоящей инфраструктуры. Биоферментация же может работать на дешёвом или даже бесплатном сырье — органических отходах, которые иначе пришлось бы утилизировать. Кроме того, процесс проходит при сравнительно низких температурах и давлениях, что снижает энергозатраты. Исследования показывают, что современные опытные ферментационные установки уже способны производить водород высокой чистоты, а дополнительные методы оптимизации, в частности, использование активированных углеродных катализаторов или гибридных электробиологических систем — ещё сильнее увеличивают выход топлива.
 
Решающим ингредиентом в процессе стал минерал волластонит (CaSiO3). Он обеспечивает одновременно регулировку кислотности среды, а бактерии любят постоянство, и связывание углекислого газа в нерастворимый осадок. По данным исследователей, при оптимальной дозировке в 10 г/л задержка выделения водорода из субстрата сократилась примерно на 50 %, а его удельный выход увеличился примерно на 33 %.
 
При таком подходе система улавливала 0,49 ± 0,05 литра CO2 на литр среды и повышала содержание водорода в конечном биогазе до 58,2 ± 1,1 %. Анализ твердой фазы показал, что уловленный CO2 минерализовался в виде кальцита — стабильной формы, пригодной для долгосрочного хранения углерода.
 
Если технологию удастся успешно масштабировать, она может стать важным элементом будущей водородной экономики Китая и других стран. Особенно перспективным выглядит её применение на агропромышленных предприятиях и очистных сооружениях, где постоянно образуются большие объёмы органических отходов. В таком случае заводы смогут одновременно решать проблему переработки отходов, сокращать выбросы CO2 и получать собственный источник чистой энергии.

МАХ

Исследователи из Базельского университета превратили коровий навоз в пластик, который разлагается за 50 дней

По словам исследователей, традиционные методы производства биопластика являются дорогостоящими, в то время как в новом процессе в качестве основного материала используются сельскохозяйственные отходы и отходы животноводства, особенно коровий навоз. Такой подход позволил снизить производственные затраты, сделав технологию более экономичной и адаптируемой к местным условиям.

Исследователи из Университета имени Бабасахеба Бхимрао Амбедкара (BBAU) в Лакхнау заявили о прорыве в борьбе с загрязнением пластиком, разработав недорогой биоразлагаемый биопластик из коровьего навоза, который, по имеющимся данным, полностью разлагается в почве за 50 дней.
Репрезентативное изображение (Источник)

Согласно пресс-релизу университета, исследование провели Рави Кумар Гупта с кафедры микробиологии и аспирант Дешрадж Дипак Капур.

Под руководством Рави Кумара Гупты исследователи обнаружили новую бактерию на свалке отходов, которую использовали для производства биопластика под названием полигидроксибутират (ПГБ).

По словам исследователей, этот биопластик прочный, удобный в использовании и полностью биоразлагаемый. Он полностью разлагается в почве примерно за 50 дней.

Согласно пресс-релизу, результаты исследования были опубликованы в международном журнале Bioresource Technology Reports, что свидетельствует о признании научных работ университета на мировом уровне.

По словам исследователей, традиционные методы производства биопластика являются дорогостоящими, в то время как в новом процессе в качестве основного материала используются отходы сельского хозяйства и животноводства, особенно коровий навоз. Такой подход позволил снизить производственные затраты, сделав технологию более экономичной и адаптируемой к местным условиям.

Одной из ключевых особенностей разработки является способность к быстрому биологическому разложению. В то время как разложение обычного пластика может занимать сотни лет, пластик на основе полигидроксиалканоата, по имеющимся данным, полностью разлагается в почве за 50 дней.

Исследователи добавили, что их работа подтверждает концепции переработки отходов в полезные продукты и экономики замкнутого цикла. В процессе переработки бактерии, полученные из городских отходов, смешиваются с отходами животноводства, что рассматривается как шаг на пути к защите окружающей среды и устойчивому развитию, говорится в пресс-релизе.

По этому случаю вице-канцлер профессор Радж Кумар Миттал поздравил команду и назвал это достижение предметом гордости университета

МАХ