Des chercheurs ont fabriqué un plastique contenant des bactéries endormies. Activées par la chaleur, elles le décomposent intégralement en six jours, sans produire de microplastiques.
Il n'a fallu que six jours à deux souches bactériennes pour consumer entièrement un film plastique. Zhuojun Dai, biologiste de synthèse au Shenzhen Institute of Advanced Technology, Jin Geng et Dianpeng Qi ont publié ces résultats dans ACS Applied Polymer Materials.
Ils ont modifié Bacillus subtilis pour qu'il produise deux enzymes aux rôles distincts. La lipase de Candida antarctica fragmente aléatoirement les longues chaînes polymères en morceaux courts, puis la lipase de Burkholderia cepacia ronge ces morceaux par les extrémités jusqu'aux molécules de base.
Les équipes qui avaient travaillé sur ce sujet avant eux utilisaient une seule enzyme et obtenaient des particules résiduelles. Avec deux enzymes travaillant en séquence, Zhuojun Dai et ses collègues ont obtenu une dégradation totale, sans fragment.
Pour leurs premiers tests, les chercheurs ont privilégié un polymère que médecins et ingénieurs jettent ou résorbent après un usage court
Les spores dormantes de Bacillus subtilis ont été mélangées au polycaprolactone, un polymère courant en impression 3D et dans certaines sutures chirurgicales. Les sutures en polycaprolactone fondent dans les tissus au fil de la cicatrisation, sans intervention du chirurgien. Les prototypes imprimés en 3D avec ce même matériau finissent au rebut après quelques essais.
Zhuojun Dai et ses collègues ont donc choisi de tester leur plastique vivant sur un polymère voué à une durée de vie très courte, avant de s'attaquer aux plastiques durs des emballages quotidiens. Les chercheurs reconnaissent que le polycaprolactone est bien plus sensible aux enzymes que le polyéthylène ou le polypropylène des emballages courants, et qu'il leur sera complexe d'adapter le système à ces polymères résistants pour leurs prochains travaux.
Mais à titre de démonstration, l'équipe a fabriqué une électrode portable en plastique vivant, qui a fonctionné normalement puis s'est dégradée complètement en deux semaines.
À 50 °C, les bactéries s'activent, mais les océans où s'accumulent les déchets plastiques n'atteignent jamais cette température
Un bouillon nutritif chauffé à 50 °C réveille les spores, qui libèrent alors leurs enzymes au contact du plastique. En dessous de ce seuil, les bactéries dorment sans attaquer le matériau, car le film garde ses propriétés mécaniques pendant toute sa phase d'usage. Ce verrou thermique fonctionne bien dans un contexte industriel maîtrisé.
Or Zhuojun Dai et son équipe souhaitent étendre leurs travaux dans les milieux aquatiques. Ils portent sur un dispositif de dispersion des spores dans l'eau, où finit une grande partie de la pollution plastique.
Les chercheurs devront donc concevoir un second type de signal déclencheur, car il n'existe aucun fleuve ou océan avec un bouillon nutritif à 50 °C.
Source : ACS publications (accès réglementé)
