Учёные разработали способ, позволяющий некоторым видам компостируемого пластика гораздо быстрее разлагаться в морской среде — от мелководных прибрежных вод до глубокого моря. Прорыв стал возможен благодаря крошечным ферментам, встроенным в пластик: они помогают разрушать его изнутри.
Как следует из названия, компостируемые пластики — это разновидность биоразлагаемых пластиков, рассчитанных на полное разложение под действием микроорганизмов в условиях компостирования, например на промышленном предприятии по производству компоста. И хотя в компосте они разлагаются, в холодной морской среде они могут сохраняться очень долго.
Ежегодно в океан попадают миллионы тонн пластика, где он может оставаться десятилетиями, угрожая морской жизни и экосистемам. Чтобы помочь решить эту проблему, исследователи под руководством Тадахисы Ивата из Токийского университета поставили себе цель сделать так, чтобы компостируемые пластики быстро разлагались в море, но при этом не теряли прочности во время использования.
Подробности исследования опубликованы в журнале Nature. Краткий обзор этой работы (Research Briefing) также вышел в том же номере.
Preparation of enzyme-embedded polyesters in film and microbead forms. Credit: Nature (2026). DOI: 10.1038/s41586-026-11192-1
Изящный способ бороться с загрязнением пластиком
Учёные взяли четыре вида компостируемого пластика (PBS, PBSA, PCL и PBAT) и расплавили их. Смешивать ферменты с расплавленным пластиком обычно трудно, поскольку из-за сильного нагрева хрупкие белки разрушаются. Однако команда решила эту задачу, использовав термостабильные лиофилизированные формы липазы B из Candida antarctica и кутиназы из Humicola insolens. Затем из этих материалов сформировали плёнки и микрогранулы, имитирующие пластиковые отходы и микропластик, чтобы испытать их в реальных условиях.
Чтобы проверить, будут ли образцы разлагаться относительно быстро, учёные разместили их в разных морских местах, включая мелководные прибрежные воды и дно глубокого моря. Наблюдения велись в течение периодов от одного до 18 месяцев.
Многообещающие результаты под водой
В целом результаты оказались многообещающими, хотя они различались в зависимости от полимера, фермента и места эксперимента. На глубине 757 метров (2483 фута) плёнки из трёх видов пластика, содержавшие 3% кутиназы, потеряли почти всю массу за пять месяцев, тогда как контрольные образцы без фермента почти не изменились. Микрогранулы с кутиназой на этой глубине также показали признаки разложения.
Некоторые материалы оказались более стойкими, например PBAT, который в тех же условиях потерял лишь чуть больше 12% массы. Даже на экстремальной океанской глубине 5503 метра (18 054 фута) ферменты продолжали разрушать пластик.
В мелководных прибрежных водах добавление всего 0,1% фермента ускоряло процесс разложения.
Какой бы впечатляющей ни была эта работа, исследователи подчёркивают: технологические решения — лишь часть ответа. «Улучшенная биоразлагаемость в морской среде сама по себе не гарантирует общей экологической устойчивости».