Chociaż materiał ten był znany w teorii, jego produkcja na dużą skalę była niemożliwa. Japońscy naukowcy zdołali pokonać tę przeszkodę
Japonia zaprezentowała innowacyjny wynalazek w dziedzinie zrównoważonych materiałów, tworząc związek biologiczny, który może zastąpić ropę naftową w przemyśle tworzyw sztucznych. Kwas pirydyno-dikarboksylowy (PDCA) jest uzyskiwany w procesie z wykorzystaniem bakterii i enzymów, który poprawia wydajność i zmniejsza ilość toksycznych odpadów.
W przeciwieństwie do konwencjonalnego polimeru, PDCA działa jako biodegradowalny składnik przeznaczony do zastąpienia monomerów pochodnych ropy naftowej w produkcji PET. Do tej pory ograniczenia w produkcji sprawiały, że jego zastosowanie na dużą skalę było nieopłacalne ze względu na niską wydajność i powstawanie związków zanieczyszczających.
Postęp naukowy w produkcji
Naukowcy z Uniwersytetu w Kobe osiągnęli znaczny wzrost syntezy związku przy użyciu bakterii Escherichia coli, zgodnie z badaniem opublikowanym w czasopiśmie Metabolic Engineering. Technika ta, oparta na glukozie i wzmocniona specyficznymi enzymami, pozwoliła zwiększyć wydajność siedmiokrotnie w porównaniu z poprzednimi metodami, jednocześnie eliminując większość toksycznych odpadów.
Bioinżynier Tanaka Tsutomu, odpowiedzialny za projekt, podkreślił, że „nasza grupa starała się wykorzystać metabolizm komórkowy do wbudowania azotu i zbudowania związku od początku do końca, bez wytwarzania niepożądanych produktów ubocznych”. W ten sposób potwierdzono wykonalność wykorzystania szlaków metabolicznych do opracowania czystszych biomateriałów.
Mały problem
Podczas testów pojawiła się przeszkoda techniczna: pojawienie się nowego szkodliwego produktu ubocznego. Aby ją rozwiązać, naukowcy zastosowali dodatek pirogronianu i dostosowali warunki hodowli, wprowadzając związki zdolne do neutralizacji wytworzonego nadtlenku wodoru. Chociaż rozwiązanie to ustabilizowało procedurę, nadal budzi wątpliwości co do jego ekonomicznej wykonalności w produkcji na dużą skalę.
PDCA zapowiada się jako obiecujący materiał do produkcji tworzyw sztucznych o mniejszym wpływie na środowisko i większej trwałości. Chociaż nadal konieczne jest udoskonalenie tej techniki przed wprowadzeniem jej na rynek, odkrycie to sprawia, że bioprodukcja staje się solidną alternatywą dla wykorzystania ropy naftowej i wzmacnia poszukiwania rozwiązań w zakresie globalnego zanieczyszczenia tworzywami sztucznymi.
