Vi khuẩn tạo ra nhựa phân hủy sinh học

Nhóm các nhà khoa học Hàn Quốc vừa biến đổi thành công vi khuẩn Escherichia coli (E. coli) để sản xuất một loại nhựa mới là polyester amides (PEA), có khả năng phân hủy sinh học trong môi trường, mang lại triển vọng lớn về một giải pháp bền vững trong ngành công nghiệp nhựa.

Vi khuẩn Escherichia coli.

Nhựa là vật liệu có mặt khắp mọi nơi trong cuộc sống hiện đại, với sản lượng toàn cầu lên tới hơn 400 triệu tấn vào năm 2022. Tuy nhiên, những tính chất hấp dẫn của nhựa như độ bền cao và chi phí sản xuất thấp lại đồng thời là nguyên nhân gây ô nhiễm nghiêm trọng, bởi nhựa truyền thống mất hàng thế kỷ để phân hủy. Do đó, các nhà khoa học đã không ngừng nỗ lực tìm kiếm những giải pháp thay thế có khả năng phân hủy nhanh chóng, và việc sản xuất nhựa từ sinh vật sống, đặc biệt là vi khuẩn, đang là một giải pháp tiềm năng.

Trong nghiên cứu, vi khuẩn Escherichia coli được sử dụng để tổng hợp một loại nhựa phân hủy sinh học mới (PEA), được kết hợp từ các polyamide như nylon và polyester. Việc sử dụng vi khuẩn trong sản xuất polyme không phải là ý tưởng mới, tuy nhiên, PEA, một loại nhựa kết hợp sức mạnh của polyamide với khả năng phân hủy sinh học của polyester, là một tiến bộ lớn. Trước đây, polyme phân hủy sinh học như polyhydroxyalkanoates (PHA) đã được vi khuẩn sản xuất, nhưng PEA là lần đầu tiên được tổng hợp sinh học.

Nhóm nghiên cứu sử dụng các enzyme từ các loài vi khuẩn khác nhau để điều chỉnh quá trình tạo ra nhựa. Hai loại enzyme chủ yếu được sử dụng là một enzyme từ Clostridium và một enzyme từ Pseudomonas, giúp vi khuẩn kết hợp các axit amin để tạo ra polyme có khả năng phân hủy sinh học. Bằng cách điều chỉnh tỷ lệ các axit amin, nhóm nghiên cứu có thể kiểm soát đặc tính của polyme, từ độ bền cho đến khả năng tan chảy ở nhiệt độ thấp, điều này mở ra nhiều cơ hội ứng dụng công nghiệp.

Mặc dù vi khuẩn sản xuất nhựa hiện tại không thể thay thế hoàn toàn nhựa từ dầu mỏ, nhưng những tiến bộ này là bước đầu hướng tới việc phát triển các vật liệu phân hủy sinh học có thể giúp giảm thiểu ô nhiễm môi trường. Khi công nghệ tiếp tục phát triển, nó có thể trở thành chìa khóa để giải quyết một trong những vấn đề ô nhiễm nghiêm trọng nhất của nhân loại, mở ra tương lai bền vững cho ngành công nghiệp nhựa.

 Nguồn: Zmescience