Ropu by měla nahradit biomasa. Vědci z Masarykovy univerzity vytvářejí rozložitelné plasty

Pavel Dvořák má v ruce dvě lahvičky s rozložitelnými plasty|foto:Michal Šafařík, Český rozhlas

„Jsou to polyestery přírodního původu, které mají velký potenciál nahradit plasty, které dnes vyrábíme z neobnovitelných zdrojů – z ropy, z uhlí,“ ukazuje Pavel Dvořák, vedoucí výzkumné skupiny na oddělení mikrobiologie Přírodovědecké fakulty Masarykovy univerzity, který má v ruce dvě lahvičky. V jedné z nich jsou bílé granule, v druhé jakási bílá fóliová membrána.

„Výhoda těchto materiálů přírodního původu je, že jsou plně rozložitelné. Víme, že tady máme dneska globální problém s plastovým odpadem, který je velice těžko rozložitelný. Vznikají z něj mikroplasty, které způsobují některé zdravotní problémy,“ vysvětluje.

Nakrmit bakterie biomasou

Čtěte také

Plastový odpad je velkou bolestí světových oceánů, řešením by mohly být sinice. A to i ve sladké vodě

Jsou to v podstatě plasty, které ale nevznikly z ropy, ale z odpadní biomasy. „Například listy, stonky, části rostlin mimo ty, které dneska využíváme k výrobě potravin, jako jsou zrna apod,“ přibližuje Pavel Dvořák.

Ropa a odpadní biomasa jsou sice na první pohled dost odlišné materiály, ale oba obsahují uhlík. Biomasa ho má ve formě cukru a některé bakterie takový cukr přetváří na polymery. Zjednodušeně řečeno: vědci nakrmí bakterie biomasou a pak zpracují jejich buňky.

„V podstatě je to o konverzi jedné formy uhlíku do jiné formy,“ upřesňuje Pavel Dvořák.

Cíl vědců: zlevnit

A tak se zabíjí dvě mouchy jednou ranou. Zbavíme se odpadní látky, získáme materiál, který má velmi podobné vlastnosti jako běžný ropný plast, ale je rozložitelný. Nevýhoda ale je, že celý tento proces je složitý a stojí hodně peněz.

„Jsme někde stále kolem 2-, 3-, 4násobku ceny syntetických plastů,“ potvrzuje Pavel Dvořák.

Brněnští vědci si proto dali za cíl zlevnit celý proces. A tady na oddělení mikrobiologie bakteriím upravují genetickou informaci tak, aby cukry z biomasy přetvářeli na polymery ve větším množství, rychleji a kvalitněji.

Jak probíhá celý proces

Barbora Hrnčířová z oddělení mikrobiologie Přírodovědecké fakulty Masarykovy univerzity právě vložila tři zkumavky do centrifugy a v těch zkumavkách je roztok s bakteriemi. Ten se teď roztočil a bakterie zůstanou na dně.

Barbora Hrnčířová a Pavel Dvořák v laboratoři|foto:Michal Šafařík, Český rozhlas

„Stejně jako když necháte vývar stát v lednici, všechny nudličky a zelenina spadnou dolů a nahoře vám zůstane jenom ta polévka,“ přirovnává Barbora Hrnčířová. V centrifuze jsme oddělili samotné bakterie, ale to ještě nestačí. „Teď budeme pracovat se sadou chemikálií, která nám pomůže vyizolovat čistou bakteriální DNA.“

Chemikálii nalijeme na bakterie a chemikálie je rozloží. „Celý proces trvá plus minus hodinu, záleží na cviku,“ usmívá se Barbora Hrnčířová.

Barbora Dvořáková musí nejdříve v centrifuze oddělit samotné bakterie od zbytku roztoku|foto:Michal Šafařík, Český rozhlas

„Teď ji pomocí enzymu, který funguje jako molekulární nůžky, rozdělíme na jednotlivé kousky a zhruba za 15 minut budeme mít hotovo. Z naštěpených vzorků si teď vytáhneme gen pro naši cílovou vlastnost s DNA toho organismu, který chceme upravit. Smícháme to dohromady, přidáme k nim další enzym. Ten teď bude fungovat jako takové molekulární lepidlo a ty menší kousíčky spojí zase do jedné molekuly, která dává dohromady vlastnosti organismů A a B,“ uzavírá Barbora Hrnčířová.

Upravené bakterie výzkumníků z Masarykovy univerzity teď umí zpracovat cukry z odpadní biomasy rychleji. Výzkum levných rozložitelných bio materiálů s vlastnostmi plastů z ropy ale potrvá ještě nejméně několik let a spolupracovat na něm budou i vědci z Vysokého učení technického.