Tahukah kamu bahwa botol plastik yang kita buang ke tempat sampah bisa memakan waktu lebih dari seribu tahun untuk terurai di tempat pembuangan akhir? Namun, sekarang ada proses baru yang dapat mengubah plastik polietilena menjadi material biodegradable dalam hitungan hari, dengan bantuan bakteri yang mengonsumsi limbah plastik dan mengubahnya menjadi material baru yang terinspirasi dari sutra laba-laba.
Sistem ini dikembangkan oleh para peneliti di Rensselaer Polytechnic Institute (RPI) dan dirancang untuk mengatasi dua masalah sekaligus: bagaimana menangani limbah plastik yang sudah ada dan bagaimana membuat bahan baru yang lebih berkelanjutan. Dari ratusan juta ton plastik yang diproduksi secara global setiap tahun, sebagian besar tidak didaur ulang. Plastik polietilena, yang ditemukan dalam kemasan makanan sekali pakai, sangat mungkin berakhir di tempat pembuangan sampah atau lingkungan, terurai menjadi potongan-potongan kecil yang bisa masuk ke dalam minuman yang kita konsumsi. Memproduksi plastik baru dari bahan bakar fosil juga memiliki jejak karbon yang besar dan menambah tumpukan limbah.
Para ilmuwan mengembangkan pendekatan baru ini dengan memanfaatkan bakteri yang secara alami mampu mengonsumsi polietilena. Kemudian, mereka mengedit secara genetik mikroba tersebut agar juga bisa menghasilkan bahan seperti sutra dengan memasukkan urutan asam amino yang mirip dengan protein yang ditemukan dalam sutra.
"Kami menggunakan proses yang sangat mirip dengan pembuatan minuman kemasan," kata Helen Zha, asisten profesor teknik kimia dan biologi di RPI dan salah satu penulis makalah baru tentang proyek ini. "Ini pada dasarnya adalah fermentasi." Alih-alih memberi makan mikroba dengan gula, seperti yang dilakukan di tempat pembuatan minuman kemasan, para peneliti memberi mereka bentuk limbah plastik yang telah dipredigest yang telah dipanaskan di bawah tekanan. Ketika bakteri memakan plastik tersebut, mereka menggunakan karbon di dalamnya untuk membuat material baru.
Proses yang sama bisa digunakan untuk membuat bahan lain, tetapi para ilmuwan ingin memulai dengan sutra karena sifat uniknya: sutra bisa sangat kuat dan ringan, dan secara alami bisa terurai. "Fungsinya seperti plastik yang biasa kita gunakan dalam banyak hal, dan juga terurai secara alami bahkan jika kita tidak merawatnya dengan cara khusus," kata Zha. "Kita tidak perlu khawatir tentang mikroplastik dari sutra, atau pulau-pulau sampah di Pasifik yang mengambang dengan sutra."
Sutra alami sudah digunakan dalam beberapa aplikasi di luar kain, termasuk sebagai bahan dalam produk perawatan kulit atau untuk membuat produk medis seperti pembalut bedah. Tetapi proses produksi tradisionalnya tidak berkelanjutan, karena melibatkan banyak lahan, air, dan pupuk untuk menumbuhkan makanan bagi ulat sutra. (Ini juga tidak vegan, karena ulat sutra dibunuh.) Itu tidak bisa dengan mudah ditingkatkan, karena membutuhkan waktu untuk membesarkan ulat sutra dan bagi mereka untuk menghasilkan kepompong. Laba-laba tidak dibudidayakan untuk sutra karena prosesnya akan jauh lebih tidak efisien.
Jika sutra dibuat dari plastik, itu bisa digunakan lebih luas, membuat barang-barang seperti pembungkus plastik yang sulit didaur ulang saat ini. "Ini adalah protein, jadi kamu sebenarnya bisa memakannya jika mau," kata Zha. Jika berakhir di tempat pembuangan sampah atau dibuang di alam, itu akan terurai, tidak seperti beberapa bentuk plastik "biodegradable" yang terurai jauh lebih lambat jika tidak diolah di fasilitas pengomposan industri.
Penggunaan pengeditan gen berarti juga memungkinkan untuk menyesuaikan bahan tersebut, melihat inspirasi dari jenis sutra yang dibuat oleh berbagai jenis laba-laba (seekor laba-laba tunggal bisa membuat tujuh jenis sutra yang berbeda). "Salah satu manfaat bekerja dengan organisme yang direkayasa dibandingkan dengan laba-laba atau ulat sutra yang sebenarnya adalah kita bisa mengontrol urutan asam amino dari protein yang kita buat dengan sangat tepat," kata Zha. "Dan itu berarti kita juga bisa mulai mengontrol dan menyetel sifat-sifat dari bahan yang dihasilkan." Sebuah bahan sutra yang digunakan dalam kosmetik mungkin direkayasa untuk menahan air dan mudah terurai, misalnya, dan sutra yang digunakan untuk membuat bahan seperti nilon untuk pakaian bisa disesuaikan agar lebih elastis dan tahan lama.
