Vi kender godt de skræmmende billeder. Døde fugle med maven fuld af plastik eller deforme havskildpadder, hvor en plastikring har givet dem en aparte fremtoning. Palmestrande hvor idyllen vandaliseres af plastikflasker. Og selv om det stadig er uafklaret rent videnskabeligt hvor farlig mikroplasten er, i modsætning til de store stykker plastik, vil det være en lise at løse problemet i fremtiden.
Vi vil gerne lave noget bionedbrydelig plastik, som laves uden brug af kemikalier, og så vil vi gerne tage udgangsmaterialerne fra en organisme, der er biosustainable, nemlig en mikroalge.
Tænk, hvis plastik bare blev nedbrudt i naturen og forsvandt.
Det er netop den løsning som Peter Kristensen og Zheng Guo, begge lektorere på institut for ingeniørvidenskab ved Aarhus universitet jagter. Med hjælp fra mikroalger…
– Vi vil gerne lave noget bionedbrydelig plastik, som laves uden brug af kemikalier, og så vil vi gerne tage udgangsmaterialerne fra en organisme, der er biosustainable, nemlig en mikroalge.
Med biosustainable henviser Peter Kristensen til, at hvis man bruger udgangsmateriale som fx majs, vil man dermed optage markarealer, der ellers kunne bruges til at producere fødevarer.
Det lyder som en stor videnskabelig mundfuld – rent produceret plastik, der kan nedbrydes i naturen formentlig uden uheldige kemiske affaldsstoffer, og – kunne man tilføje – hvor den energi man bruger til at producere mikroalgerne, kommer fra solen
– Mikroalger kan man dyrke vha. fotosyntese, hvor de får energien fra solen. Dermed er energikilden sollyset.
Og selv om der skal tilsættes næringsstoffer for at få en vækst af algerne, vil man med produktionen imødegå et af de kritikpunkter, der er ved bioplastik nemlig, at den energi der bruges til at lave plastikken, forsvinder. Modsat hvad der sker, når plastik bliver genbrugt.
Men Peter Kristensen og hans kollegaer der tæller samarbejdspartnere fra DTU, og universiteterne i hhv. Cambridge og Kyoto, står stadig tidligt i projektet som startede op med hjælp fra Novo Nordisk fonden i begyndelsen af året. Dermed er der stadig en hel del ubekendte.
Fx ved de ikke, hvor lang tid deres slutprodukt vil være om at blive nedbrudt i naturen.
– Det har vi igen anelse om, men man kan forestille sig, at hvis den viser sig for lang, så kan man introducere enzymer i processen, der speeder denne her nedbrydningsproces op.
Og netop enzymerne spiller en vital rolle, når algerne skal lave plastikkens grundbestanddele.
Alger og legoklodser
Når forskerne skal lave plasten, foregår det ligesom at sætte legoklodser sammen. Algerne laver fedtsyrer, som skal behandles så de kan sidde sammen i lange kæder. Det sker ved en reaktion, der hjælpes på vej af enzymer, hvor fedtsyren bliver ”klæbrig” i begge ender, så den kan sættes sammen med andre tilsvarende legoklodser og på den måde blive en lang kæde af fedtsyrer. Dermed kan de bruges som udgangspunkt for plasten. Men der er et problem, som skal løses. For forskerne kender kun til enzymer, der kan omdanne fedtsyrer fra planter. Men da fedtsyrerne i mikroalger er lidt forskellige fra dem i planter, skal forskerne først lave enzymer, der kan arbejde på fedtsyrer fra mikroalger.
– Vi har idag ikke et enzym, der er optimalt til at indsætte en hydroxylgruppe når dobbeltbinding findes på en bestemt position i fedtsyren planter. Det enzym der minder om, vil vi optimere således, at det kan arbejde effektivt, når dobbeltbindingen findes andre steder i fedtsyre kæden, som vi ser det i mikroalger.
Jeg vil skyde på, vi kan lave de lange kæder, polymererne, i løbet af en 3-4 år, og derfra er der jo altså et skridt mere, som jeg antager vil være rimelig simpelt.
Forskerne har flere tilgange til at løse problemet. Først og fremmest er der den teoretiske, hvor computermodeller forsøger at forudsige, hvordan enzymet skal se ud for at virke. Den anden er mere evolutionspræget.
– der tager vi simpelthen genet og laver mutationer tilfældigt i hele genet. Så det er i princippet en total efterligning af det, der foregår ude i naturen. Men ved at tage det ind i laboratoriet så kan vi speede processen utroligt op. Det der tager millioner af år i naturen gør vi på måske ½ eller 1 år.
Når først forskerne kan omdanne fedtsyrerne fra algerne til de små byggeklodser, følger arbejdet med at få dem sat sammen til lange kæder og siden til plastik. Så der er noget vej endnu.
– Jeg vil skyde på, vi kan lave de lange kæder, polymererne, i løbet af en 3-4 år, og derfra er der jo altså et skridt mere, som jeg antager vil være rimelig simpelt.
Og spørger man Peter Kristensen om den gyldne løsning på problemerne med plastik, så er han forbeholden.
En af løsningerne, betoner han og uddyber:
– Jeg er overbevist om, at vi vil se flere og flere forskellige approches, og det her er en af mulighederne, men det er et område, hvor der af gode grunde er rigtig store interesser, så det her er bare en af løsningerne.
Læs mere op projektet.
