Door enzymen in het materiaal in te bedden, breekt het materiaal snel af zonder dat er microplastics ontstaan
In experimenten brak met enzymen geregen plastic folie (links) na drie dagen af ​​in compost (rechts). Na twee weken viel het volledig uiteen.
Een snufje polymeer-kauwende enzymen kan biologisch afbreekbare plastic verpakkingen en vorken echt composteerbaar maken.
Met matige hitte, enzym-geregen films van het plastic uiteengevallen in standaard compost of gewoon leidingwater binnen enkele dagen tot weken rapporteren Ting Xu en haar collega’s op 21 april in Natuur.
“Biologische afbreekbaarheid is niet hetzelfde als composteerbaarheid”, zegt Xu, een polymeerwetenschapper aan de University of California, Berkeley en het Lawrence Berkeley National Laboratory. Ze vindt vaak stukjes biologisch afbreekbaar plastic in de compost die ze opraapt voor de tuin van haar ouders. De meeste biologisch afbreekbare kunststoffen gaan naar stortplaatsen, waar de omstandigheden niet geschikt zijn om ze af te breken, dus ze worden niet sneller afgebroken dan normale kunststoffen.
Het inbedden van polymeer-kauwende enzymen in biologisch afbreekbaar plastic zou de afbraak moeten versnellen. Maar dat proces vormt vaak onbedoeld potentieel schadelijke microplastics, die opduiken in ecosystemen over de hele wereld (SN: 20/11/20). De enzymen klonteren samen en knippen willekeurig de moleculaire ketens van plastic af, wat leidt tot een onvolledige afbraak. “Het is erger dan wanneer je ze überhaupt niet degradeert”, zegt Xu.
Haar team voegde individuele enzymen toe aan twee biologisch afbreekbare kunststoffen, waaronder polymelkzuur, dat vaak wordt gebruikt in voedselverpakkingen. Ze voegden de enzymen toe samen met een ander ingrediënt, een afbreekbaar additief dat Xu eerder had ontwikkeld, dat ervoor zorgde dat de enzymen niet samenklonterden en niet uit elkaar vielen. De eenzame enzymen grepen de uiteinden van de moleculaire ketens van plastic en aten alsof ze spaghetti slurpen, waarbij ze elke schakelketting doorsneden en de vorming van microplastic verhinderden.
Het toevoegen van enzymen maakt plastic meestal duur en brengt de eigenschappen in gevaar. De enzymen van Xu vormen echter slechts 0,02 procent van het gewicht van het plastic, en haar plastic is net zo sterk en flexibel als de enzymen die doorgaans in boodschappentassen worden gebruikt.
De technologie werkt niet op alle kunststoffen omdat hun moleculaire structuren variëren, een beperking waar het team van Xu aan werkt. Ze heeft een octrooiaanvraag ingediend voor de technologie en een co-auteur heeft een startup opgericht om deze op de markt te brengen. “We willen dat dit in elke supermarkt ligt”, zegt ze.
