Ученые обнаружили грибы, которые могут разрушать прочный пластик всего за 140 дней

Почти треть мировых пластиковых отходов составляет полипропилен, прочный пластик, используемый для изготовления крышек для бутылок и пищевых контейнеров, на разложение которого могут уйти сотни лет. Но теперь ученые использовали два штамма грибов, обнаруженных в почве, для разрушения лабораторных образцов полипропилена всего за 140 дней. Новое исследование опубликовано в журнале npj: Materials Degradation.

Два гриба, Aspergillus terreus и Engyodontium album, в лабораторных экспериментах питались пластиком. В итоге от 25 до 27 процентов образцов были съедены через 90 дней, а пластик полностью разложился через 140 дней.

Группа австралийских ученых во главе с Амирой Фарзаной Самат назвали свою работу «важной ступенькой» в разработке практических биологических способов переработки пластиковых отходов.

«Это самая высокая скорость разложения в мире, о которой нам известно», — пояснил один из авторов исследования Али Аббас из Сиднейского университета.

Хотя это может быть рекорд скорости для грибков, в природе есть и более скоростные разрушители пластики. Так, недавно недвно обнаруженные в компостной куче бактерии, питающиеся пластиком, смогли разрушить 90 процентов ПЭТ или полиэтилентерефталата всего за 16 часов. 

Всего же на сегодняшний день обнаружено, что более 400 микроорганизмов естественным образом разлагают пластик, причем грибки привлекают немало внимания своей универсальностью и способностью разлагать все виды синтетических субстратов с помощью мощной смеси ферментов.

«Недавние исследования показывают, что некоторые грибы могут даже разлагать некоторые из «вечных химических веществ», таких как PFAS, но этот процесс идет медленно и еще недостаточно изучен», — объясняют ученые. 

На базовом химическом уровне пластик представляет собой цепочку атомов углерода, украшенную различными боковыми цепями, которые придают каждому типу пластика свои специфические свойства. Теоретически переработка пластика должна быть такой же простой, как разделение повторяющихся частей, из которых состоит пластик, и сборка их во что-то новое.

Но существует так много различных типов пластика, что, когда все смешать вместе с другими материалами в качестве отходов, их практически невозможно разделить и переработать. Большая часть пластиковых отходов либо сжигается, либо выбрасывается на свалку.

Лабораторные эксперименты показали, что вместе эти два грибка могут разлагать гранулы и тонкие полипропиленовые пленки, а также полипропиленовые листы с алюминиевым покрытием.

Хотя исследователи еще не знают, как именно грибы переваривают пластик — это может стать предметом будущих исследований — предполагается, что грибы разлагают такие материалы, как пластик, на более простые молекулы, которые они затем могут поглощать или выделять.

Этот метод требует предварительной обработки ультрафиолетовым светом, теплом или химическим реагентом, чтобы ослабить отходы, чтобы грибки могли атаковать. Этот шаг имитирует условия окружающей среды, необходимые для того, чтобы грибки прикреплялись к пластику и вскрывали его, и призван сделать процесс деградации более эффективным.

Аббас говорит, что их метод можно масштабировать, как и любой процесс ферментации, но добавляет, что его команда еще не оптимизировала экспериментальные условия для работы в промышленных масштабах. По его словам, этот метод также не заменит усилия по сокращению пластиковых отходов.

Одно предсказуемое ограничение, обычное для микробов, перемалывающих пластик, заключается в том, что они изо всех сил пытаются разлагать более высококристаллические формы пластика, используемого в коммерческих продуктах, а также другие виды пластиковых отходов.

Следующие шаги для исследователей включают создание настольного прототипа, тестирование модификаций для ускорения процесса и оценку экономической целесообразности и воздействия на окружающую среду использования их метода в коммерческих масштабах.