Les plastiques biodégradables ont toujours été considérés comme aidant à résoudre le problème de la pollution plastique, mais aujourd'hui la plupart des sacs plastiques « compostables » sont composés d'acide polylactique (PLA), principalement composé d'acide polylactique (PLA), qui n'est pas empilé. Les plastiques recyclables sont gravement pollués.
Auparavant, Xu Ting, professeur de science et d'ingénierie des matériaux à l'Université de Californie à Berkeley, et son équipe de recherche ont découvert une enzyme capable de dégrader les produits chimiques organophosphorés toxiques. Ils ont également conçu une molécule appelée hétéropolymère aléatoire ou RHP. Ces molécules enveloppent l'enzyme, qui peut être combinée en douceur sans restreindre la ténacité naturelle de l'enzyme pour protéger l'enzyme de la désintégration. Le RHP est composé de 4 types de sous-unités monomères, chacune ayant la propriété chimique d'interagir avec des groupes chimiques à la surface d'une enzyme spécifique. Ils se dégradent sous la lumière ultraviolette et sont présents à une concentration inférieure à 1 % en poids du plastique.
Dans cette étude, l’équipe de recherche a utilisé une technologie similaire. Lors de la fabrication du plastique, ils ont enveloppé des milliards d'enzymes polyester comestibles à l'échelle nano-dans du RHP, puis les ont incorporés dans des billes de résine plastique.
Des études ont montré que les enzymes encapsulées RHP-ne modifient pas les propriétés des plastiques. Lorsqu’elle est exposée à la chaleur et à l’eau, cette enzyme se débarrasse du matériau de revêtement polymère et décompose le polymère plastique. Le plastique peut être fondu à une température d’environ 170 degrés Celsius et extrudé comme les fibres plastiques polyester ordinaires. Dans le cas du PLA, des enzymes vont le réduire en acide lactique, qui pourra « nourrir » les micro-organismes du sol présents dans le compost. Le matériau d'emballage polymère se dégradera également.
Pour le PLA, les chercheurs ont utilisé une enzyme appelée protéinase K, qui peut transformer le PLA en molécules d'acide lactique ; pour la polycaprolactone (PCL), ils ont utilisé la lipase. Ces deux enzymes sont peu coûteuses et facilement disponibles. Pour provoquer une dégradation du plastique, il suffit d’ajouter de l’eau et un peu de chaleur. À température ambiante, 80 % de la fibre PLA modifiée est complètement dégradée en une semaine. Plus la température est élevée, plus le taux de dégradation est rapide. Dans des conditions de compostage industriel, l'acide polylactique modifié se dégrade en 6 jours à 50 degrés Celsius. Le PCL, un autre plastique polyester, se dégrade en deux jours dans des conditions de compostage industriel à 40 degrés Celsius. Jusqu'à 98 % des plastiques fabriqués selon ce procédé seront dégradés en petites molécules. Et ce procédé évite la production de microplastiques. Les chercheurs ont déclaré que le polyester modifié ne se dégraderait pas à des températures plus basses ou à une humidité à court terme. Il peut se dégrader lorsqu’il est immergé dans l’eau chaude, ce qui signifie que le plastique peut être composté à la maison.
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