Plastik z powietrza, czyli bakterie do roboty

Wystarczy przyjrzeć się temu z nieco bliższej perspektywy - i nierealne stanie się możliwe.

Surowce za darmo, ale technika droga

Plastiki, czyli tworzywa sztuczne, w głównej mierze składają się z węgla i wodoru, a tych pierwiastków mamy pod dostatkiem w powietrzu. Na przykład stężenie dwutlenku węgla, jednego z najczęściej i najliczniej występujących gazów śladowych w atmosferze, oszacowano w 2011 r. na około 391 ppm, czyli 0,0391% (wskaźnik EEA dotyczący stężeń gazów atmosferycznych). Wydaje się mało, ale w zupełności wystarczy. Nasuwa się jednak od razu kolejne pytanie, a właściwie dwa kolejne pytania. Po pierwsze jak z dwutlenku węgla (CO2) wyprodukować plastik, a po drugie, skoro jest to możliwe czemu nikt się tym jeszcze nie zajął?
No cóż, przychodzi mi na myśl tylko jedno stare przysłowie: „Jeśli nie wiadomo, o co chodzi, to chodzi o pieniądze ”. Produkcja tak zwanego bioplastiku z powierza jest jeszcze zwyczajnie za droga. Pozostaje jednak jeszcze kwestia samej technologii: jak stworzyć plastik z powietrza?

Rzodkiewnik czyli biofabryka

Skoro wiemy już, że potrzebujemy do tego CO2, to wystarczy się szybko zastanowić, czy istnieje na ziemi jakiś organizm który jest w stanie wyłapywać ten gaz z powietrza i wykorzystywać go dla swoich potrzeb? Mogę się założyć, że pierwsze, o czym pomyśleliście to rośliny i wcale się nie pomyliliście. Obecnie jesteśmy w stanie tak zmodyfikować rośliny, aby produkowały dla nas właśnie bioplastik. Przykładem może być tu rzodkiewnik pospolity (Arabidopsis thaliana), nad którym obecnie prowadzi się badania w tym kierunku.

Bakterie tak – ale wydajność marna

Jednak nie tylko rośliny potrafią tworzyć bioplastiki. Istnieje pewna grupa bakterii, którą możemy znaleźć praktycznie wszędzie: w wodzie, glebie i powietrzu. Bakterie te posiadają niespotykaną wśród mikroorganizmów zdolność do fotosyntezy, czyli wykorzystują dwutlenek węgla z atmosfery oraz energię słoneczną do syntezy potrzebnych im do życia związków. Są to Cyjnobakterie, które – tak, tak, zgadliście - produkują także bioplastiki. Niestety nie każda bakteria może to robić, a co więcej nie jest to jeszcze zbyt wydajny proces. Obecnie jedynie u Spirulina platensis wykazano zdolność do syntezy bioplastiku, ale jak wspomniałem w porównaniu do innych bakterii, które są do tego zdolne proces biosyntezy bioplastiku jest mało wydajny. Uzyskano jedynie 10wt% (ang. weight percent) suchej masy komórkowej, a dodając do tego koszty produkcji i izolacji, cena biopolimeru wzrasta niesamowicie, mimo, iż surowiec jest tutaj darmowy. Kto ciekaw szczegółów, odsyłamy do specjalistycznego artykułu.

Pozostaje jednak wierzyć w rozwój nowoczesnych technologii, co pozwoli zaprząc wspomniane cyjanobakterie do produkcji masowej plastików biodegradowalnych. Trochę szczegółów znajdziesz tutaj.

Robert Kiewisz
Autor jest studentem biotechnologii na Wydziale Biologii i Biotechnologii Uniwersytetu Warmińsko-Mazurskiego w Olsztynie