Uit een recent onderzoek van de American Chemical Society is gebleken dat een wetenschappelijk onderzoeksteam met succes een ‘levend plastic’ heeft ontwikkeld dat zichzelf kan ontleden nadat vooraf ingestelde omstandigheden zijn geactiveerd, en dat binnen zes dagen volledig kan worden afgebroken tot chemische basiseenheden zonder resten van microplastics te produceren. Onderzoekers zeiden dat dit ontwerp bedoeld is om een ​​"zelfvernietigingsmechanisme" in te bouwen vanaf het niveau van de materiële levenscyclus om het probleem van het grootschalige gebruik van plastic wegwerpproducten, maar het langdurig vasthouden ervan in het milieu, aan te pakken.

Het onderzoek werd gepubliceerd in ACS Applied Polymer Materials en werd geleid door onderzoekers als Dai Zhuojun. Dai Zhuojun wees erop dat traditionele kunststoffen eeuwenlang in het milieu kunnen voorkomen, terwijl veel toepassingsscenario's (zoals verpakkingen) slechts op korte termijn hoeven te worden gebruikt. "Dit zet ons aan om na te denken: kunnen beheersbare afbraakfuncties direct in de levensloop van het materiaal worden geïmplanteerd?"

Het team richt zich op zogenaamde ‘levende kunststoffen’: het direct implanteren van micro-organismen of enzymen met specifieke functies in plastic materialen, zodat de materialen wanneer nodig kunnen worden ‘gewekt’ en het afbraakproces kunnen starten. Sommige micro-organismen kunnen enzymen produceren die lange polymeerketens in kleine fragmenten snijden, en plastic zelf is een polymeer. Daarom stellen de onderzoekers zich een "volledige demontage binnen het materiaal" voor door deze micro-organismen of enzymen in het materiaal te introduceren.

Anders dan bij de eerdere benadering, waarbij werd vertrouwd op één enkel enzym om kunststoffen af ​​te breken, gebruikte het team synthetische biologische methoden om Bacillus subtilis zo te ontwikkelen dat het continu twee synergetische polymeerafbrekende enzymen kan produceren. Het ene enzym maakt willekeurige sneden langs de lange polymeerketen en breekt deze in kleinere fragmenten, terwijl het andere doorgaat met het snijden van de uiteinden van deze fragmenten totdat het volledig is afgebroken in zijn monomere bouwstenen.

Tijdens het materiaalvoorbereidingsproces mengden de onderzoekers slapende Bacillus subtilis-sporen met polycaprolacton (PCL), een polymeer dat vaak wordt aangetroffen bij 3D-printen en sommige chirurgische hechtingen. Het resulterende "levende plastic" heeft mechanische eigenschappen die vergelijkbaar zijn met die van gewone polycaprolactonfilms en voldoet aan bepaalde structurele en gebruiksvereisten. Tegelijkertijd zit er binnenin een degradatiesysteem verborgen dat kan worden geactiveerd.

Toen de onderzoekers in het experiment voedingsbodem aan het materiaal toevoegden en het tot ongeveer 50 graden Celsius verwarmden, werden de oorspronkelijk slapende sporen geactiveerd en begonnen ze de bovengenoemde twee enzymen te produceren. Onder deze omstandigheden werd het plastic binnen zes dagen volledig afgebroken tot zijn basisbouwstenen zonder detecteerbare microplasticdeeltjes te produceren, wat de voordelen aantoont van het collaboratieve enzymsysteem bij het beheersen van afbraakroutes en eindproducten.

Het team produceerde ook draagbare plastic elektroden als demonstratievoorbeeld van de vroege toepassingsscenario's van "levende kunststoffen". Deze elektrode functioneerde normaal tijdens de gebruiksperiode en viel volledig uiteen binnen twee weken nadat de degradatie door het experiment was veroorzaakt, wat de mogelijkheid bood voor de toekomstige ontwikkeling van elektronische apparaten die na het einde van de gebruiksperiode automatisch kunnen verdwijnen.

De onderzoekers zijn vervolgens van plan om de triggerende omstandigheden uit te breiden naar de wateromgeving, zodat de sporen in het waterlichaam kunnen worden geactiveerd. Dit idee is gericht op de realiteit dat een grote hoeveelheid plasticvervuiling uiteindelijk in rivieren, meren en zeeën terechtkomt. Hoewel dit werk zich concentreerde op één enkel polymeer, polycaprolacton, merken de auteurs op dat dezelfde ideeën mogelijk kunnen worden gegeneraliseerd naar andere soorten kunststoffen, vooral die welke veel worden gebruikt in producten voor eenmalig gebruik.

Het onderzoek werd gefinancierd door China's National Key Research and Development Program, Shenzhen Medical Research Fund, National Natural Science Foundation, Guangdong Provincial Outstanding Youth Fund en Shenzhen Science and Technology Plan. Het gerelateerde artikel is getiteld "Degradable Living Plastics Programmed by Engineered Mbiotic Consortia" en werd online gepubliceerd op 9 april 2026.