Biopolimery bakteryjne w circular economy

---

ZESPÓŁ AUTORSKI

Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Chemii Przemysłowej imienia Profesora Ignacego Mościckiego

• Kierownik projektu: Pani dr inż. Ewa Śmigiera.
• Zespół: multidyscyplinarna grupa naukowców z zakresu bioinżynierii, biotechnologii, chemii polimerów, analityki i przetwórstwa.

CO MOŻNA OSIĄGNĄĆ DZIĘKI WYNALAZKOWI?

Wyobraźmy sobie świat, w którym opakowania, w tym także na leki lub jednorazowe produkty medyczne nie zaśmiecają środowiska przez setki lat, lecz rozkładają się jak liść w kompostowniku. Biopolimer P3HB, opracowany przez Łukasiewicz – Instytut Chemii Przemysłowej, to odpowiedź na jedno z największych wyzwań współczesnego świata – eliminację plastiku pochodzącego z paliw kopalnych. Nasza technologia pozwala na produkcję tego materiału w sposób zrównoważony, wykorzystując odpadowe źródła węgla. Mówiąc prościej – zamiast czerpać z surowców ropopochodnych, używamy tego, co kiedyś było odpadem.
Nasz biopolimer P3HB jest:
- biodegradowalny i nietoksyczny – rozkłada się równie naturalnie jak skórka pomarańczy;
- biokompatybilny – może być bezpiecznie stosowany w medycynie, np. do produkcji kapsułek leku o kontrolowanym uwalnianiu, nici chirurgicznych czy materiałów do regeneracji tkanek;
- odporny na działanie wody i promieniowania UV.
Nasz wynalazek daje wiele realnych korzyści. Mniejsze zużycie plastiku to nie tylko czystsze środowisko, ale także zdrowsze życie przyszłych pokoleń. Innowacyjność technologii polega na tym, że w jednym procesie otrzymujemy zarówno biopolimer nisko-, jak i wysokocząsteczkowy, co umożliwia tworzenie zupełnie nowych materiałów o różnych właściwościach. To trochę tak, jakby z jednej rośliny można było uzyskać zarówno drewno, jak i elastyczną gumę. Dzięki opracowanej technologii możemy produkować alternatywne dla syntetycznych polimerów materiały, np. biodegradowalne folie spożywcze czy otoczki do nawozów, które rozkładają się wraz z czasem i nie wymagają trudnego procesu recyklingu.
Rynek biopolimerów rozwija się w ogromnym tempie – do 2026 roku jego wartość wzrośnie do 23,3 miliarda USD. Oznacza to rosnące zainteresowanie produktami przyjaznymi środowisku. Wytwarzanie materiałów w oparciu o naszą technologię daje szansę na dołączenie do czołówki globalnych wytwórców eko-materiałów.

ISTOTA WYNALAZKU

Nasz biopolimer P3HB to coś więcej niż ekologiczny plastik–to prawdziwa rewolucja, która zmienia sposób myślenia o materiałach jednorazowego użytku. Cały proces zaczyna się od wyselekcjonowanego szczepu bakterii E. coli, który w eksperymentalnie dobranych warunkach produkuje biopolimer P3HB. Procesy biotechnologiczne prowadzone są w oparciu o odpadowy węgiel, pozyskiwany z materiałów mających trafić na wysypisko lub do spalarni. Pozwala to zamienić bezwartościowy odpad w użyteczny produkt. Technologia działa jak starannie zaprogramowana linia produkcyjna, gdzie wszystkie składniki muszą pojawić się we właściwym czasie i w odpowiedniej dawce.
Co wyróżnia nasze rozwiązanie? Po pierwsze, jest niezwykle wydajne. Po drugie, w jednym procesie otrzymujemy dwa rodzaje biopolimeru: wysokocząsteczkowy (idealny do tworzenia mocnych i trwałych materiałów, np. implantów) oraz niskocząsteczkowy (działa jak modyfikator, który poprawia właściwości innych materiałów, np. wpływa na elastyczność czy podatność na formowanie umożliwiając tworzeni takich materiałów jak nici chirurgiczne). Upraszczając, to trochę tak jak synteza polimeru, gdzie można kontrolować długość łańcucha a tym samym decydować o wytworzeniu cienkiego włókna lub sprężystej maty.
Jednym z największych wyzwań podczas tworzenia biopolimerów jest ich oczyszczanie. Nasze rozwiązanie pozwala na osiągnięcie czystości farmaceutycznej – oznacza to, że produkt końcowy jest tak bezpieczny, że można go używać nawet

POTENCJAŁ KOMERCJALIZACYJNY WYNALAZKU

Zamiast importować drogie biopolimery z zagranicy, Polska może stać się ich wiodącym producentem. Nasza technologia to klucz do tego celu. Dzięki niej biopolimer P3HB można wytwarzać na większą skalę, niemal bez generowania odpadów, co obniża koszty i zwiększa konkurencyjność.
Potencjalni odbiorcy to przede wszystkim:
- firmy farmaceutyczne;
- producenci ekologicznych opakowań;
- przemysł rolniczy, który poszukuje biodegradowalnych otoczek do nawozów.
Opracowana technologia może zostać wdrożona zarówno małych, jak i dużych przedsiębiorstwach posiadających nawet szczątkowe doświadczenie w produkcji materiałów w oparciu o procesy biotechnologiczne. Obserwowany wzrost rynku biopolimerów urealnia możliwość osiągniecia sukcesu rynkowego innowacyjnego produktu, zwiększa rentowność wdrażanej technlogii oraz skarać czas zwrotu zainwestowanych środków. To szansa na gospodarczy skok – w duchu ekologii i nowoczesnych materiałów przyszłości.