Naukowcy z Uniwersytetu w Kobe opracowali biodegradowalny polimer nowej generacji, który pod względem właściwości fizycznych nie tylko dorównuje, ale w niektórych aspektach przewyższa PET (politereftalan etylenu). Mowa o PDCA – tworzywie produkowanym biologicznie przy użyciu genetycznie zmodyfikowanych bakterii Escherichia coli, które syntetyzują z glukozy kwas pirydynodikarboksylowy (PDCA) jako monomer.

Zespół badawczy pod kierownictwem prof. Fumiaki Hamano osiągnął bezprecedensową wydajność procesu – ponad siedmiokrotnie wyższą niż w poprzednich podejściach. Kluczowym wyzwaniem było wyeliminowanie szkodliwego nadtlenku wodoru (H₂O₂), który uszkadzał enzym katalizujący reakcję. Zastosowanie substancji pochłaniającej H₂O₂ umożliwiło utrzymanie aktywności enzymu, choć rozwiązanie to może nastręczać trudności przy przemysłowym skalowaniu procesu.

PDCA jest materiałem w pełni biodegradowalnym – rozkłada się w warunkach kompostowania oraz w środowiskach bogatych w mikroorganizmy. W przeciwieństwie do PET, który może zalegać w środowisku przez dekady, PDCA oferuje możliwość szybkiego powrotu do obiegu materii, wpisując się w założenia gospodarki cyrkularnej. Co więcej, dzięki biologicznemu pochodzeniu, jego produkcja może potencjalnie wiązać się z niższą emisją gazów cieplarnianych, pod warunkiem wykorzystania zrównoważonych źródeł glukozy.

Właściwości mechaniczne tego nowego materiału – w tym wytrzymałość na rozciąganie i odporność na temperaturę – oceniane są jako porównywalne lub lepsze niż w przypadku konwencjonalnego PET. To otwiera przed PDCA szerokie spektrum zastosowań: od butelek i opakowań, przez włókna tekstylne, po trwałe produkty konsumpcyjne, które po zużyciu mogłyby zostać bezpiecznie zutylizowane w sposób naturalny.

Technologia wciąż znajduje się w fazie badawczo-rozwojowej, ale jej potencjał nie budzi wątpliwości. Wdrożenie PDCA na skalę przemysłową wymaga jednak spełnienia szeregu warunków: optymalizacji kosztów produkcji, dostosowania infrastruktury przetwórczej oraz opracowania norm regulujących kompostowanie i recykling tego typu materiałów. Konieczne będzie również zapewnienie, by PDCA nie trafiał do strumienia odpadów PET, co mogłoby zakłócić procesy recyklingu materiałowego.

Obecnie trwają prace nad dalszym usprawnieniem szlaku metabolicznego bakterii oraz redukcją kosztów produkcji. Badacze zapowiadają też opracowanie pełnej analizy cyklu życia (LCA), która pozwoli precyzyjnie porównać wpływ PDCA i PET na środowisko. Jak podkreśla prof. Hamano, jednym z celów zespołu jest udostępnienie technologii szerokiemu gronu przemysłowemu poprzez licencjonowanie lub współpracę z partnerami zagranicznymi.

Jeśli dalsze testy potwierdzą zakładane parametry, PDCA może stać się ważnym graczem na globalnym rynku biotworzyw – nie tylko jako ekologiczna alternatywa dla PET, ale jako materiał przyszłości odpowiadający na najpilniejsze wyzwania związane z zanieczyszczeniem środowiska i zmianami klimatu.

Źródła:

• ScienceDaily: Scientists create biodegradable plastic stronger than PET (04.09.2025)
• Kobe University: Biodegradable PET alternative bioproduced at unprecedented levels (04.09.2025)
• The Economic Times: Japanese researchers develop PDCA, a biodegradable alternative to PET (05.09.2025)
• Foto: © TANAKA Tsutomu (CC BY)