Un team di scienziati della Nanyang Technological University di Singapore (NTU Singapore) ha sviluppato un “intestino di verme” artificiale per decomporre la plastica, offrendo la speranza di un metodo ispirato alla natura per affrontare il problema globale dell’inquinamento da plastica.
Nutrendo i vermi con plastica e coltivando i microbi presenti nel loro intestino, i ricercatori della Scuola di ingegneria civile e ambientale (CEE) della NTU e del Centro di ingegneria delle scienze della vita ambientale (SCELSE) di Singapore hanno dimostrato un nuovo metodo per accelerare la biodegradazione della plastica.
Studi precedenti lo hanno dimostrato Zophobas atratus I vermi – le larve dello scarabeo oscuro comunemente vendute come cibo per animali domestici e conosciute come “supervermi” per il loro valore nutrizionale – possono sopravvivere con una dieta a base di plastica perché il loro intestino contiene batteri in grado di scomporre i comuni tipi di plastica. Tuttavia, il loro utilizzo nella lavorazione della plastica si è rivelato poco pratico a causa della lentezza dell’alimentazione e del mantenimento dei vermi.
Gli scienziati della NTU hanno ora dimostrato un modo per superare queste sfide isolando i batteri intestinali del verme e utilizzandoli per svolgere il lavoro senza la necessità di allevare vermi su larga scala.
Cao Bin, professore associato della NTU presso la School of CEE e ricercatore principale presso SCELSE, ha affermato: “Un singolo verme può consumare solo circa un paio di milligrammi di plastica nel corso della sua vita, quindi immaginate il numero di vermi che sarebbero necessari se dovessimo fare affidamento su di loro per trattare i nostri rifiuti di plastica. Il nostro metodo elimina questa necessità rimuovendo il verme dall’equazione. Ci concentriamo sul potenziamento dei microbi utili nell’intestino del verme e sulla costruzione di un “intestino del verme” artificiale in grado di scomporre efficacemente la plastica.”
Lo studio, pubblicato in Internazionale dell’Ambiente a gennaio, è in linea con l’impegno dell’Università di promuovere l’innovazione e tradurre la ricerca in soluzioni pratiche a beneficio della società nell’ambito del suo piano strategico quinquennale NTU2025.
Sviluppare un intestino artificiale di verme
Per sviluppare il loro metodo, gli scienziati della NTU hanno alimentato tre gruppi di supervermi con diverse diete plastiche: polietilene ad alta densità (HDPE), polipropilene (PP) e polistirene (PS) – per 30 giorni. Il gruppo di controllo è stato alimentato con una dieta a base di farina d’avena.
Gli scienziati della NTU hanno selezionato le plastiche perché sono tra le plastiche più comuni al mondo, utilizzate in oggetti di uso quotidiano come scatole di cibo e bottiglie di detersivi. L’HDPE è un tipo di plastica noto per la sua elevata resistenza agli urti, che lo rende difficile da rompere.
Dopo aver nutrito i vermi con la plastica, gli scienziati hanno estratto i microbiomi dal loro intestino e li hanno incubati in fiasche contenenti nutrienti sintetici e diversi tipi di plastica, formando un “intestino del verme” artificiale. Per sei settimane, i microbiomi sono stati lasciati crescere nelle beute a temperatura ambiente.
Aumento dei batteri che degradano la plastica
Gli scienziati hanno scoperto che, rispetto al gruppo di controllo, le fiaschette che contenevano i microbiomi intestinali dei vermi nutriti con plastica hanno mostrato un aumento significativo di batteri che degradano la plastica.
Inoltre, le comunità microbiche che colonizzavano la plastica nelle fiasche erano più semplici e più adattate al tipo specifico di plastica rispetto ai microbi trovati sulla plastica che era stata somministrata direttamente ai vermi. Quando le comunità microbiche sono più semplici e mirate a un tipo specifico di plastica, ciò si traduce in un potenziale di degradazione della plastica più efficiente quando utilizzata in applicazioni reali.
Il primo autore dello studio, il dottor Liu Yinan, ricercatore presso la Scuola CEE e SCELSE, ha dichiarato: “Il nostro studio rappresenta il primo tentativo riuscito di sviluppare comunità batteriche associate alla plastica dai microbiomi intestinali di vermi alimentati con plastica. Attraverso l’esposizione dell’intestino microbiomi a condizioni specifiche, siamo stati in grado di aumentare l’abbondanza di batteri che degradano la plastica presenti nel nostro “intestino del verme” artificiale, suggerendo che il nostro metodo è stabile e replicabile su larga scala”.
I ricercatori affermano che la loro prova di concetto getta le basi per lo sviluppo di approcci biotecnologici che utilizzano i microbiomi intestinali dei vermi per trattare i rifiuti di plastica.
Per i prossimi passi, i ricercatori vogliono capire come i batteri nell’intestino del superverme scompongono la plastica a livello molecolare. Comprendere il meccanismo aiuterà gli scienziati a progettare comunità batteriche che degradano la plastica per scomporre la plastica in modo efficiente in futuro.
Da un’altra testata giornalistica. news de www.sciencedaily.com
