Forskare vid Rutgers University har utvecklat en teknik för att skapa plaster som bryts ner på dagar, månader eller år, inspirerad av naturliga polymerer som DNA. Detta tillvägagångssätt syftar till att minska miljöföroreningar från kastade plaster. Metoden efterliknar kemiska strukturer som möjliggör snabb nedbrytning i naturen.
År 2022 kastades över 250 miljoner ton plast världen över, med endast 14 procent återvunnet, vilket lämnar de flesta att brännas eller begravas. Ansträngningar att producera biologiskt nedbrytbara plaster har pågått i 35 år, med material som bambu och tång, även om många inte komposteras lätt eller lever upp till påståendena.
Yuwei Gu och hans team vid Rutgers, The State University of New Jersey, undersökte varför naturliga polymerer som DNA och RNA bryts ner snabbt medan syntetiska plaster håller i århundraden. De identifierade närliggande grupper i naturliga polymerer som underlättar nukleofila attacker, vilket bryter polymer kedjor med mindre energi.
Forskare syntetiserade artificiella strukturer som efterliknar dessa grupper och införlivade dem i nya plaster. Detta gör att materialen kan dekonstrueras lätt, med livslängd inställd genom att justera tilläggens struktur. Nedbrytningen omvandlar långa kedjor till små fragment, potentiellt återanvändbara för nya plaster eller säker miljöupplösning.
"Denna strategi fungerar bäst för plaster som gynnas av kontrollerad nedbrytning över dagar till månader, så vi ser stark potential för tillämpningar som livsmedelsförpackningar och andra kortlivade konsumentmaterial," uppgav Gu. Han tillade, "För närvarande är den mindre lämplig för plaster som måste förbli stabila i årtionden innan nedbrytning – som byggmaterial eller långsiktiga strukturella komponenter."
Utmaningar kvarstår: de resulterande flytande fragmenten kräver toxicitetstestning för säker frisättning. Dekonstruktion kräver för närvarande ultraviolett ljus, även om omgivande solljus räcker; begravda plaster skulle kvarstå utan det. Arbetet publiceras i Nature Chemistry (DOI: 10.1038/s41557-025-02007-3).