محققان دانشکده مهندسی عمران و محیط زیست NTU (CEE) و مرکز مهندسی علوم زیست محیطی سنگاپور (SCELSE) با تغذیه کرم ها با پلاستیک و پرورش میکروب های موجود در روده آنها، روش جدیدی را برای تسریع تجزیه زیستی پلاستیک یافتند.
مطالعات قبلی نشان داده است که کرم Zophobas atratus - لارو سوسک تیره‌رنگ که معمولاً به عنوان غذای حیوانات خانگی فروخته می‌شود و به دلیل ارزش غذایی خود به عنوان "ابر کرم" شناخته می‌شود - می‌تواند در رژیم غذایی پلاستیکی زنده بماند زیرا روده آن حاوی باکتری‌هایی است که به طور معمول قادر به تجزیه هستند. ولی با توجه به سرعت پایین تغذیه و نگهداری کرم ها با این روش غیر عملی می باشد .
دانشمندان NTU اکنون راهی برای غلبه بر این چالش ها بدون نیاز به پرورش کرم در مقیاس بزرگ یافتند .
کائو بین، دانشیار NTU در دانشکده CEE و محقق اصلی در SCELSE، گفت: «یک کرم تنها می‌تواند در طول عمر خود حدود چند میلی‌گرم پلاستیک مصرف کند، بنابراین تصور کنید چه تعداد کرم‌هایی رکه به آن نیاز داریم،روش ما با حذف کرم از معادله این نیاز را برطرف می کند. ما بر تقویت میکروب های مفید در روده کرم و ساختن یک "روده کرم" مصنوعی تمرکز می کنیم که می تواند به طور موثر پلاستیک ها را تجزیه کند."
این مطالعه که در ژانویه در مجله Environment International منتشر شد، که با تعهد دانشگاه به تقویت نوآوری و ترجمه تحقیقات به راه حل های عملی که به نفع جامعه تحت برنامه استراتژیک پنج ساله NTU2025 است، هماهنگ است.
ایجاد روده کرم مصنوعی
برای توسعه روش خود، دانشمندان NTU به سه گروه از ابرکرم‌ها طی 30 روز با رژیم‌های پلاستیکی مختلف - پلی اتیلن با چگالی بالا (HDPE)، پلی پروپیلن (PP) و پلی استایرن (PS) تغذیه کردند. گروه کنترل با رژیم غذایی بلغور جو دوسر تغذیه شدند.
دانشمندان NTU این پلاستیک ها را به عنوان یکی از رایج ترین پلاستیک ها در جهان انتخاب کردند که در اقلام روزمره مانند جعبه های غذا و بطری های مواد شوینده استفاده می شود. HDPE نوعی پلاستیک است که به دلیل مقاومت بالا در برابر ضربه شناخته شده است که شکستن آن را دشوار است .
پس از تغذیه کرم‌ها با پلاستیک، دانشمندان میکروبیوم‌ها را از روده آنها استخراج کردند و آنها را در انکوباتور فلاسک‌های حاوی مواد مغذی مصنوعی و انواع پلاستیک‌ها کشت دادند و یک «روده کرم» مصنوعی را تشکیل شد. طی شش هفته، میکروبیوم‌ها در فلاسک‌ها در دمای اتاق رشد کردند.
افزایش باکتری های تخریب کننده پلاستیک
دانشمندان دریافتند که در مقایسه با گروه کنترل، فلاسک‌هایی که حاوی میکروبیوم‌های روده از کرم‌های تغذیه‌شده با پلاستیک بودند، افزایش قابل‌توجهی در باکتری‌های تجزیه‌کننده پلاستیک نشان دادند.
علاوه بر این، اجتماع میکروبی که پلاستیک‌ها را در فلاسک‌ها تجزیه می‌کنند، نسبت به میکروب‌های موجود روی پلاستیک‌هایی که مستقیماً به کرم‌ها داده شده بودند، ساده‌تر و متناسب‌تر با نوع خاصی از پلاستیک بودند.می‌گیرند، لذا بالقوه کارآمدتر برای تخریب پلاستیک در کاربردهای واقعی است.
نویسنده اول این مطالعه دکتر لیو ینان، محقق در دانشکده CEE و SCELSE، گفت: "مطالعه ما نشان دهنده اولین تلاش موفقیت آمیز برای ایجاد جوامع باکتریایی مرتبط با پلاستیک از میکروبیوم های روده کرم های تغذیه شده با پلاستیک است. همچنین فراوانی باکتری‌های تخریب‌کننده پلاستیک موجود در «روده کرم» مصنوعی خود را افزایش دادیم ، که نشان می‌دهد روش ما در مقیاس پایدار و قابل تکرار است.
محققان می گویند اثبات مفهوم آنها پایه و اساس توسعه روش های بیوتکنولوژیکی است که از میکروبیوم های روده کرم ها برای پردازش زباله های پلاستیکی استفاده می کند.
برای گام های بعدی، محققان می خواهند بفهمند که چگونه باکتری های موجود در روده ابر کرم، پلاستیک ها را در سطح مولکولی تجزیه می کنند. درک مکانیسم به دانشمندان کمک می کند تا مهندسی جوامع باکتریایی تخریب کننده پلاستیک را انجام دهند ،تا در آینده پلاستیک ها را به طور موثری تجزیه کنند.
لینک کامل مقاله :
دیدگاه خود را بنویسید