Forskere ved Rutgers University har utviklet plast som kan programmeres til å brytes ned når det trengs — uten ekstrem varme eller kjemikalier. Studien i Nature Chemistry viser hvordan nedbrytningen kan styres fra dager til år og bli tusenvis av ganger raskere når den aktiveres. Materialet beholder styrken sin helt til øyeblikket det skal forsvinne.

Et møte med forsøpling ble startskuddet

Ideen oppsto da Yuwei Gu, assisterende professor i kjemi ved Rutgers, var på tur i Bear Mountain State Park i New York. Plastflasker på stien og i en nærliggende innsjø utløste tanken som ledet til et vitenskapelig gjennombrudd.

«Naturen bruker polymerer overalt, som proteiner, DNA, RNA og cellulose, men naturen opplever aldri de langsiktige akkumuleringsproblemene vi ser med syntetisk plast,» forklarer Gu.

Gu og teamet hans kopierte naturens innebygde nedbrytningsmekanismer. Ved å etterligne små strukturelle trekk fra DNA og proteiner designet de en plast som er robust i bruk, men som kan utløses til å falle fra hverandre naturlig etterpå.

Slik virker teknologien

Kjernen i gjennombruddet er en metode kalt «konformasjonell preorganisering». Med denne kan forskerne finjustere nedbrytingshastigheten — fra dager til år — og aktivere prosessen med UV-lys eller enkle kjemiske signaler som metallioner.

«Vi kan konstruere samme plast til å brytes ned over dager, måneder eller til og med år ved å kontrollere orienteringen og posisjoneringen av molekylene,» sier Gu.

Mulige bruksområder

Forskerne har testet teknikken på ulike typer polymerplast. Potensialet favner bredt, fra kortlivet emballasje til varige komponenter:

• Matemballasje som kan få en levetid på én dag.
• Bildeler designet for å vare i mange år.
• Tidsbestemte medisinkapsler som frigjør innholdet og brytes ned etterpå.
• Belegg som forsvinner av seg selv etter en fastsatt periode.

Sikkerhet og veien videre

Foreløpige laboratorietester indikerer at væsken som produseres når plasten brytes ned ikke er giftig. Samtidig understreker Gu at det trengs mer testing for å bekrefte langsiktig sikkerhet.

Forskningsteamet undersøker nå om de små fragmentene som kan bli igjen etter nedbrytningen utgjør risiko for levende organismer eller økosystemer. De utforsker også hvordan metoden kan integreres i eksisterende produksjonsprosesser og anvendes på konvensjonell plast.

Med fortsatt utvikling og samarbeid med plastprodusenter som vektlegger bærekraft, mener Gu at denne kjemien kan finne veien inn i hverdagsprodukter.

Fra en observasjon på fjelltur til et mulig gjennombrudd mot plastforsøpling: Forskningen ved Rutgers viser at plast kan designes for å vare når vi trenger det — og forsvinne når vi er ferdige. Nå avgjør videre tester og samarbeid med industrien hvor raskt løsningen kan tas i bruk.