Potrebbero aver creato una "plastica vivente": è così che salveremo l'ambiente?

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• Ricercatori hanno incorporato spore batteriche dormienti in un polimero che, attivato, si decompone completamente in pochi giorni.
• Il prototipo usa Bacillus subtilis modificato per produrre due enzimi che degradano i polimeri senza generare microplastiche.
• La tecnica è ancora sperimentale: ha funzionato in condizioni controllate su un solo polimero e richiede sviluppi per applicazioni pratiche.

Una plastica capace di degradarsi completamente dopo essere stata attivata, senza disperdere microplastiche. È il risultato ottenuto da un gruppo di ricercatori che ha incorporato microrganismi dormienti direttamente all’interno di un materiale polimerico. Il prototipo, descritto sulla rivista ACS Applied Polymer Materials, si è decomposto nell’arco di sei giorni dall’avvio del processo.

La ricerca parte da un problema ormai noto. Molti oggetti di plastica vengono utilizzati soltanto per pochi minuti, ma possono rimanere nell’ambiente per decenni o persino per secoli. Anziché intervenire esclusivamente sul riciclo, gli scienziati hanno provato a integrare nel materiale stesso un sistema di smaltimento programmabile.

Il risultato è quella che viene definita “plastica vivente”. Il materiale non è realmente vivo, ma contiene spore batteriche che restano inattive durante l’utilizzo e si risvegliano soltanto quando vengono esposte a determinate condizioni.

• Come funziona la plastica vivente?
• La plastica si degrada completamente in sei giorni
• La plastica vivente può davvero ridurre l’inquinamento?

Come funziona la plastica vivente?

I ricercatori hanno utilizzato il Bacillus subtilis, modificandolo in modo che producesse due enzimi capaci di degradare i polimeri. Il primo spezza le lunghe catene molecolari in segmenti più corti. Il secondo agisce sui frammenti ottenuti, riducendoli progressivamente ai monomeri, le unità fondamentali di cui è composto il materiale.

Questo processo in due fasi rappresenta uno degli aspetti centrali dello studio. I tentativi precedenti si erano concentrati soprattutto sull’impiego di un solo enzima, ottenendo risultati meno efficaci. In questo caso, invece, l’azione combinata ha permesso di completare la degradazione senza lasciare particelle di plastica di dimensioni ridotte.

Le spore sono state incorporate nel policaprolattone, un polimero impiegato nella stampa 3D e in alcune suture chirurgiche. La loro condizione di dormienza ha consentito di proteggerle fino al momento dell’attivazione.

La presenza dei microrganismi non ha alterato in modo significativo le proprietà meccaniche del materiale. La plastica sperimentale ha mantenuto caratteristiche simili a quelle delle normali pellicole realizzate con lo stesso polimero, continuando quindi a svolgere la propria funzione prima dell’inizio della degradazione.

La plastica si degrada completamente in sei giorni

Per risvegliare le spore, il gruppo di ricerca ha aggiunto una soluzione nutritiva riscaldata a 50°C. I batteri hanno così iniziato a produrre gli enzimi necessari alla decomposizione del materiale.

Nel giro di sei giorni, la plastica è stata ridotta completamente ai suoi componenti di base. Il materiale non si è limitato a frantumarsi in pezzi più piccoli, come può accadere con altre forme di degradazione. Secondo i risultati dello studio, il processo non ha generato microplastiche.

Per valutare una possibile applicazione concreta, i ricercatori hanno realizzato anche un elettrodo indossabile utilizzando la nuova plastica. Il dispositivo ha funzionato come previsto e, dopo l’attivazione del processo, si è degradato interamente entro due settimane.

La plastica vivente può davvero ridurre l’inquinamento?

La ricerca si trova ancora in una fase sperimentale. Il test ha riguardato un solo tipo di polimero e la degradazione è avvenuta in condizioni controllate, attraverso l’impiego di una soluzione nutritiva calda. Non si tratta quindi di un materiale già pronto a sostituire la plastica tradizionale.

Il prossimo obiettivo è sviluppare un sistema in grado di attivare le spore nell’acqua, dove si concentra una parte significativa dell’inquinamento causato dalla plastica. Gli autori ritengono inoltre che lo stesso principio possa essere adattato ad altri materiali, compresi quelli utilizzati per i prodotti monouso.

La plastica vivente non rappresenta ancora una risposta definitiva al problema ambientale. Lo studio mostra però che la durata di un materiale potrebbe diventare una proprietà programmabile, anziché una conseguenza difficile da controllare.