Dalis vienišų Šiaurės Amerikoje gyvenančių bičių jau milijonus metų gamina į plastiką panašią medžiagą – ir ji, priešingai nei įprastas polietilenas, dirvožemyje gana greitai suyra.
Naujas tyrimas rodo, kad vadinamosios „celofaninės“ bitės savo požeminių lizdų sieneles padengia plona, lanksčia ir permatoma plėvele, kuri elgiasi panašiai kaip polietilenas, bet natūraliame dirvožemyje neilgai išlieka.
Mokslininkus domina, kaip šis natūralus „bičių plastikas“ suderina, atrodytų, sunkiai suderinamas savybes: atsparumą ir lankstumą, bet kartu ir palyginti spartų irimą.
Jei pavyktų perprasti mechanizmą, ateityje tai galėtų padėti kurti sintetines medžiagas, kurios būtų panašiai praktiškos kaip įprasti plastikai, tačiau aplinkoje nesikauptų dešimtmečiais ar šimtmečiais.
Kas yra „celofaninės“ bitės
Tyrime dėmesys sutelktas į „celofanines“ bites (Colletes inaequalis) – vienišus vabzdžius, kurie lizdus įsirengia po žeme. Kiekvieną kamerą jos iškloja plona danga, apsaugančia besivystančius jauniklius.
Ši danga nėra atsitiktinė: bitės ją suformuoja iš sekreto, kurį išskiria speciali liauka (Dufour’o liauka). Iš šio sekreto susidaro natūralus poliesteris, kuris padengia lizdo sieneles.
Įdomu tai, kad nors tokie lizdai kai kuriose vietose kuriami nuolat – tose pačiose teritorijose bitės gali sugrįžti metų metus – dirvožemyje ši medžiaga, panašu, nesikaupia.
Kaip nustatyta, kad medžiaga suyra
Mokslininkai lygino naujai suformuotus lizdų dangos mėginius su tais, kurie buvo surinkti iš tos pačios vietos po 4, 7 ir 11 mėnesių. Medžiagos pokyčiai vertinti pasitelkiant cheminę analizę, mikroskopiją, kaitinimo matavimus ir rentgeno sklaidą.
Rezultatai parodė gana spartų irimą: šviežias bičių poliesteris sudarė apie 73 proc. dangos masės, o po keturių mėnesių natūraliame dirvožemyje ši dalis buvo sumažėjusi iki 40 proc.
Po 7 mėnesių medžiagoje pastebėtos matomos įtrūkimo žymės, o po 11 mėnesių ji tapo trapi ir linkusi trupėti. Kartu šviežia danga buvo stebėtinai lanksti – ją buvo galima lankstyti ar glamžyti, išlaikant formą.
Kodėl tai svarbu plastiko alternatyvoms
Tyrėjai pabrėžia, kad į polietileną panašūs sintetiniai poliesteriai paprastai yra menkai biologiškai skaidūs. Viena iš priežasčių – jų kristališkumas ir hidrofobiškumas: sandariai susipakavusios molekulės apsunkina vandens ir fermentų patekimą prie ryšių, kurie turėtų suirti.
Vis dėlto bičių gaminamas poliesteris elgėsi kitaip. Nors nustatyta, kad maždaug 60 proc. šviežios medžiagos turi kristalinę struktūrą, ji, panašu, nesusiformuoja į didesnes, labai tvarkingas struktūras, būdingas daugeliui plastikų – todėl dalis ryšių gali būti lengviau pasiekiami ir ardomi.
Tyrime taip pat aptikta požymių, kad prie irimo gali prisidėti biologiniai veiksniai: bandymuose fiksuotas esteraazių aktyvumas, o šie fermentai gali ardyti esterinius ryšius poliesteriuose. Vis dėlto autoriai pabrėžia, kad tiksli mechanizmo priežastis kol kas nėra iki galo aiški ir reikės papildomų eksperimentų.
Svarbu ir tai, kad pati lizdų danga nėra „paruoštas produktas“ pakuotėms – ją dar reikia perprasti ir įvertinti, ar panašias savybes įmanoma atkartoti pramoninėmis sąlygomis. Tyrimas publikuotas žurnale PNAS.
Leave a Reply