Seorang kimiawan Universitas Rutgers telah mengembangkan jenis plastik baru yang meniru polimer alami untuk terurai sesuai permintaan, berpotensi mengurangi polusi lingkungan. Terinspirasi dari limbah plastik saat mendaki, tim Yuwei Gu merancang bahan yang terurai dalam kondisi sehari-hari tanpa perlakuan kasar. Terobosan ini, dirinci dalam Nature Chemistry, memungkinkan kontrol presisi atas waktu penguraian dari hari hingga tahun.
Yuwei Gu, asisten profesor di Departemen Kimia dan Biologi Kimia Universitas Rutgers, mendapatkan ide untuk plastik degradable saat mendaki di Bear Mountain State Park, New York. Di sana, ia menemukan botol plastik berserakan di sepanjang jalur dan di danau terdekat, memicu refleksi mengapa plastik sintetis bertahan sementara polimer alami seperti DNA, RNA, protein, dan selulosa akhirnya terurai.
«Biologi menggunakan polimer di mana-mana, seperti protein, DNA, RNA, dan selulosa, namun alam tidak pernah menghadapi masalah akumulasi jangka panjang seperti yang kita lihat pada plastik sintetis», kata Gu.
Polimer terdiri dari unit berulang yang terhubung oleh ikatan kimia, memberikan kekuatan tetapi juga ketahanan yang menghambat degradasi. Tim Gu fokus mereplikasi fitur struktural alam: elemen kimia kecil yang melemahkan ikatan pada waktu yang tepat. Dengan mengatur elemen ini secara presisi dalam struktur molekul plastik, mereka menciptakan bahan yang tetap kuat selama penggunaan tetapi hancur dengan cepat saat dipicu.
Pendekatan ini memungkinkan degradasi yang dapat diprogram, dapat disesuaikan melalui orientasi spasial kelompok molekul. «Yang terpenting, kami menemukan bahwa pengaturan spasial tepat dari kelompok tetangga ini secara dramatis mengubah seberapa cepat polimer terurai», jelas Gu. «Dengan mengendalikan orientasi dan posisinya, kami dapat merekayasa plastik yang sama untuk terurai dalam hari, bulan, atau bahkan tahun.»
Degradasi terjadi dalam kondisi ambient, atau dapat dimulai dengan cahaya ultraviolet atau ion logam, cocok untuk aplikasi seperti kemasan makanan singkat umur atau bagian otomotif tahan lama. Selain pengurangan limbah, teknologi ini mendukung pengiriman obat tepat waktu dan lapisan yang larut sendiri.
«Penelitian ini tidak hanya membuka pintu untuk plastik yang lebih bertanggung jawab lingkungan tetapi juga memperluas kotak peralatan untuk merancang bahan berbasis polimer pintar dan responsif di berbagai bidang», catat Gu. Tes awal menunjukkan cairan hasilnya tidak beracun, meskipun penilaian keamanan lebih lanjut sedang berlangsung.
Studi ini, diterbitkan di Nature Chemistry pada 2025, dipimpin oleh mahasiswa doktoral Shaozhen Yin, dengan kontribusi dari profesor associate Lu Wang, mahasiswa doktoral Rui Zhang, profesor riset associate N. Sanjeeva Murthy, dan mantan mahasiswa sarjana Ruihao Zhou. Tim kini mengeksplorasi integrasi kimia ini ke dalam manufaktur dan mengevaluasi keamanan fragmen di ekosistem.
