Plasty budoucnosti: polymery vyráběné bakteriemi

Možnosti a vlastnosti Bakterie Paracoccus denitrificans, kulatý červenofialový jednobuněčný organismus, žije zcela nenápadně - rozkládá organické zbytky v odpadních vodách nebo v půdě. Na stresové situa-ce, kdy se jí nedostává klíčových stopových prvků potřebných pro rozdělení buněk, však reaguje nahromaděním zásob z plastu, respektive tvorbou kyseliny parahydroxybenzoové (PHB). Ta se v buňce hromadí v podobě malých tvrdých kuliček. PHB je polymer podobný pevnému plastickému polypropylenu, jenž se používá v mnoha oblastech - od potravinových obalů po textilie. Biologicky rozložitelná PHB produkovaná mnoha druhy bakterií je cennou surovinou. Proto je výzkum v oboru bioplastů a nových materiálů jednou z oblastí zájmů vývojových center společností Siemens a BASF. Společně s dalšími partnery se snaží vyrobit kvalitní plasty z obnovitelných surovin a určit nejperspektivnější možnosti jejich využití. Celou aktivitu zastřešuje mezinárodní projekt BioFun.

Hlavní výhoda bioplastů je zřejmá - je-jich výroba nevyžaduje prakticky žádná fosilní paliva. Při likvidaci navíc dochází k vyloučení pouze takového množství kysličníku uhličitého, které absorbují rostliny, jimiž se bakterie živí. Bioplasty jsou zajímavé rovněž z ekonomického hlediska.

Základní suroviny potřebné pro jejich výrobu - cukr a škrob - jsou totiž dostupné prakticky v neomezeném množství. PHB navíc dokáže odolat teplotám až 120°C a materiál mohou zpracovávat stejné stroje, jaké se dnes používají při zpracovávání běžných polypropylenů. Kultury bakterie P. denitrificans pěstované v nádržích lipského výzkumného institutu SIAB dostávají glycerin - voskovou tekutinu, která je vedlejším produktem při výrobě bionafty z řepkového oleje. Jen v Evropě by mělo být do roku 2010 vyrobeno o 300 000 tun více gly-cerinu, než může využít kosmetický a farmaceutický průmysl a výrobci lu-xusních potravin. Pokud si výzkumníci projektu BioFun prosadí svou, použije se nadbytečný glycerin k výrobě plastů. Než bude možné tyto plasty vyrábět masově, bude potřeba zjednodušit výrobní procesy. Ty zatím vyžadují příliš velké množství energie. Chemici rovněž pracují na optimálním složení těchto plastů. Zkoumají například, jak dlouho zůstanou různé varianty PHB pevné a elastické a zda je ochranné vrstvy nebo speciální přísady ochrání před rozložením v teplém a vlhkém prostředí. To je totiž problém typický pro všechny polyestery. Výzkumníkům projektu BioFun se nyní podařilo zlepšit pružnost PHB přimícháním malé části biologicky rozložitelného plastu na ropné bázi, jenž vyrábí společnost BASF.