Η ερώτηση είναι απλή, ωστόσο η απάντηση της μπορεί να έχει καθοριστικές συνέπειες για το μέλλον του πλανήτη μας: γιατί τα φυσικά πολυμερή, όπως το DNA, το RNA και οι πρωτεΐνες, αποσυντίθενται φυσικά, ενώ τα συνθετικά — δηλαδή τα περισσότερα είδη πλαστικού — παραμένουν ανέπαφα για δεκαετίες ή ακόμη και αιώνες; Αυτή η απορία κοινοποιήθηκε στον Yuwei Gu, καθηγητή στο Rutgers School of Arts and Sciences, όταν παρατήρησε πλαστικά μπουκάλια να επιπλέουν αδιάλυτα στην επιφάνεια μιας λίμνης στο Bear Mountain State Park. Παρά το γεγονός ότι αυτό το φαινόμενο δεν ήταν καινούργιο, λειτουργούσε ως η σπίθα για μια ανακάλυψη που θα μπορούσε να φέρει επανάσταση στον τομέα των υλικών.
Η έρευνα του Gu, που δημοσιεύθηκε στο Nature Chemistry, προσφέρει μια αποφασιστική απάντηση: η διαφορά ανάμεσα στο πλαστικό και τους φυσικούς πολυμερείς έγκειται καθαρά στη χημεία τους. Η φύση, σε αντίθεση με το πλαστικό, δεν έχει να αντιμετωπίσει προβλήματα μακροχρόνιας συσσώρευσης υλικών, διότι οι πολυμερείς δομές της διαθέτουν ενσωματωμένους μηχανισμούς που διευκολύνουν τη διάσπαση των χημικών δεσμών. Με απλά λόγια, τα ανθεκτικά μόρια που οικοδομούν τον ζωντανό κόσμο περιλαμβάνουν αυτοκαταστροφικές οδηγίες: μπορούν να διασπαστούν σε μικρότερες μονάδες όταν έρθει η κατάλληλη στιγμή.
Αντίθετα, το πλαστικό έχει σχεδιαστεί με τον ακριβώς αντίθετο τρόπο. Τα μόρια του αποτελούνται από εξαιρετικά σταθερούς δεσμούς που είναι δύσκολο να σπάσουν. Αυτή η σταθερότητα το καθιστά ανθεκτικό, χρήσιμο και οικονομικό — αλλά ταυτόχρονα, επιβλαβές για το περιβάλλον. Όταν χιλιάδες τόνοι πλαστικών προϊόντων καταλήγουν ετησίως στη γη και στους ωκεανούς, η μακροχρόνια ύπαρξή τους γίνεται απειλή για τη ζωή, τα οικοσυστήματα και την ανθρώπινη υγεία.
Η ομάδα του Gu δεν περιορίστηκε απλά στο να αναδείξει το πρόβλημα. Επικεντρώθηκε στην αναζήτηση μεθόδων που θα μιμήσουν τη χημική στρατηγική της φύσης. Μελετώντας φυσικούς πολυμερείς, οι ερευνητές παρατήρησαν ότι αυτοί διαθέτουν «ενσωματωμένους βοηθούς» στη χημική τους δομή — ομάδες μορίων που λειτουργούν ως καταλύτες για τη διάσπαση των δεσμών υπό συγκεκριμένες συνθήκες. Η πρόκληση ήταν η ενσωμάτωση ενός αντίστοιχου μηχανισμού σε έναν συνθετικό πολυμερή, χωρίς να καταστήσει το υλικό εύθραυστο ή άχρηστο κατά τη χρήση.
Το αποτέλεσμα ήταν εντυπωσιακό: δημιουργήθηκε ένα είδος πλαστικού που μπορεί να αποσυντίθεται ελεγχόμενα — όχι αυτόματα, αλλά όταν ενεργοποιηθεί, σχεδόν «κατόπιν εντολής». Η χημική σύνθεση επιτρέπει στους δεσμούς του πολυμερούς να σπάζουν όταν εκτεθούν σε συγκεκριμένες συνθήκες που έχουν οριστεί εκ των προτέρων. Με αυτόν τον τρόπο, το υλικό παραμένει σταθερό και πρακτικό όσο χρησιμοποιείται, αλλά έχει τη δυνατότητα ανακύκλωσης ή αποδόμησης στο τέλος της ζωής του, χωρίς να αφήνει πίσω του αναρίθμητα μικροπλαστικά που ρυπαίνουν πλέον το περιβάλλον.
Η προοπτική αυτής της εξέλιξης είναι εξαιρετικά ενθαρρυντική. Φανταστείτε πλαστικά μπουκάλια, συσκευασίες ή βιομηχανικά υλικά που διατηρούν την ανθεκτικότητα τους για χρόνια, αλλά μπορούν να υποβληθούν σε διαδικασία αποδόμησης μέσα σε λίγες ώρες ή ημέρες, προϋπόθεση που συνδέεται με ένα συγκεκριμένο ερέθισμα — χημικό παράγοντα, θερμοκρασία ή φως. Δεν μιλάμε μόνο για απλή ανακύκλωση μέσω μηχανικής επεξεργασίας, αλλά για πλήρη μοριακή αποσύνθεση, που θα επιτρέπει στα υλικά να επαναχρησιμοποιούνται ως πρώτες ύλες με ελάχιστο ενεργειακό κόστος.
Αυτή η καινοτόμος τεχνολογία δεν υπόσχεται μόνο μείωση της ρύπανσης, αλλά ανοίγει νέους δρόμους για ένα παραγωγικό μοντέλο προσαρμοσμένο σε κυκλική οικονομία. Αν τα πλαστικά αντικείμενα μπορούν να «προγραμματίζονται» να αποσυντίθενται όταν δεν είναι πλέον χρήσιμα, τότε ίσως το πρόβλημα της συσσώρευσης να σταματήσει να είναι αναπόφευκτο.
Φυσικά, από την ανακάλυψη στο εργαστήριο μέχρι την παγκόσμια εφαρμογή, υπάρχει μεγάλη απόσταση. Θα απαιτηθούν επενδύσεις, παραγωγικές δοκιμές, βελτιστοποίηση κόστους και συνεργασία με βιομηχανίες που εξαρτώνται από το πλαστικό για τη συσκευασία και την κατασκευή προϊόντων. Ωστόσο, οι ερευνητές βλέπουν αυτή την ανακάλυψη ως κρίσιμο πρώτο βήμα προς μια εντελώς διαφορετική σχέση της ανθρωπότητας με τα συνθετικά υλικά.
Το πιο σημαντικό είναι ότι το έργο του Gu παρέχει μια σπάνια αισιόδοξη προοπτική στη διάρκεια της κλιματικής κρίσης: οι λύσεις μπορεί να μην έρθουν από την πλήρη κατάργηση του πλαστικού, αλλά από την εγγενή ευφυΐα του σχεδιασμού του. Αν η επιστήμη κατορθώσει να φέρει τα συνθετικά πολυμερή πιο κοντά στη λογική της φύσης, τότε το υλικό που σήμερα αποτελεί μια από τις μεγαλύτερες πηγές ρύπανσης θα μπορούσε μια μέρα να γίνει μέρος της λύσης.
