V současné době je znečištění plasty všude. Miliardy tun odpadního plastu končí na skládkách nebo plavou v moři, postupně se rozpadají na menší a menší kousky, ale nikdy ve skutečnosti nezmizí. Toto je jeden z nejzávažnějších ekologických problémů naší doby a nezmizí, pokud nezměníme naše zvyky při používání plastů nebo nevyvineme nové materiály, které jsou biologicky rozložitelné.
To je přesně to, co vědci z UC San Diego dělají po většinu posledního desetiletí. Interdisciplinární tým zahrnující biologa Stephena Mayfielda a chemiky Michael Burkart a Robert „Skip“ Pomeroy vyvinul polyuretanovou pěnu vyrobenou z řas a dalších biologických zdrojů, takže pěna může být přirozeně rozkládána působením biodegradačních činidel (bakterií a hub). Odborníci tyto pěny použili k výrobě bot, včetně žabek, celosvětově nejoblíbenější obuvi, a testovali jejich rozpad v pozemském prostředí. Jakmile se boty zakopou do půdy, začnou degradovat již za 16 týdnů.
Nyní v nové studii tým testoval, zda se tyto polyuretanové pěny vyrobené z biomonomerů rozpadají, když jsou ponořeny do mořské vody. Vědci spolupracovali se spoluautorkou studie Samanthou Clementsovou, mořskou bioložkou a výzkumnou potápěčkou ze Scripps Institution of Oceanography. Imobilizovali vzorky pěny a bot na molu Ellen Browning Scripps Memorial Pier a sledovali jejich fyzikální a chemické změny pomocí infračervené spektroskopie s Fourierovou transformací a rastrovací elektronové mikroskopie.
Umístění terminálu poskytuje jedinečnou příležitost otestovat materiál v přirozeném blízkém ekosystému, v prostředí, kde odpadní plasty často končí. V roce 2010 vědci odhadovali, že se do oceánu dostalo 8 miliard kilogramů plastu za jeden rok, přičemž významný nárůst se očekává do roku 2025. Když se plastový odpad dostane do oceánu, může poškodit mořské ekosystémy, vyplavit se na břeh jako odpad nebo migrovat do centrálních lokalit, vytvářející víry odpadků, jako je skládka odpadu v Tichomoří, která se rozkládá na ploše více než 1,6 milionu kilometrů čtverečních.
Zjištění, která jsou nyní zveřejněna v časopise Environmental Science, ukazují, že tyto experimentální polyuretanové materiály připojené k doku byly rychle připojeny různými mořskými organismy a začaly se rozkládat za pouhé čtyři týdny. Rozkladače, především bakterie a houby, rozkládají materiály na jejich původní monomery (chemické molekuly), které jsou následně využívány jako zdroj výživy. Když vědci identifikovali mikroby, kteří byli schopni konzumovat polyuretanové vzorky, zjistili, že tito mikrobi jsou druhy běžně se vyskytující v přirozeném mořském prostředí.
Stephen Mayfield, profesor na School of Biological Sciences a ředitel California Seaweed Biotechnology Center, řekl: „Neexistuje jediná disciplína, která by dokázala řešit tyto obecné environmentální problémy, ale vyvinuli jsme integrované řešení, které funguje na souši a nyní vím, že se to dá dělat i v oceánu. Biodegradace. Byl jsem ohromen, když jsem viděl, kolik organismů v oceánu se usadilo na této pěně. Stalo se z toho něco jako mikrobiální útes."
Výzkumníci budou i nadále usilovat o vývoj obnovitelných a udržitelných monomerů vyrobených z biologických zdrojů za účelem výroby polymerů pro různé aplikace v budoucnu. Jejich výzkum bude také pokračovat ve zkoumání procesu biologického rozkladu a výsledných chemikálií. Odborníci tvrdí, že lidé začínají chápat rozsah problému znečištění plasty a hledají alternativy, které méně poškozují přírodu.
Stephen Mayfield řekl: "Nesprávné zacházení s plastem v oceánu se rozpadá na mikroplasty a stalo se obrovským ekologickým problémem. Ukázali jsme, že je absolutně možné vytvořit vysoce výkonné plastové produkty, které se v oceánu rozkládají. Plasty nejsou Mělo by jít do oceánu, ale pokud se tak stane, materiál se stane potravou pro mikroby, nikoli plastovým odpadem a mikroplasty, které poškozují vodní život."
