Υλικά τα οποία αποσυντίθενται και εξαφανίζονται μετά το πέρας της διάρκειας ζωής/ χρήσης τους είναι κοινά στη φύση, ωστόσο δεν ισχύει το ίδιο και για τα τεχνητά υλικά: Πλαστικά μπουκάλια, ηλεκτρονικές συσκευές κλπ οδηγούν σε εκατομμύρια τόνους αποβλήτων καθημερινά, κάτι που αποτελεί σημαντικό πρόβλημα για το περιβάλλον, παρά τις προσπάθειες που καταβάλλονται στον τομέα της ανακύκλωσης.
Με τη σύνθεση των πεπτιδίων, η Dr. Marta Tena-Solsona παράγει τα δομικά στοιχεία των υπερμοριακών δομών – πηκτωμάτων που ερευνά.
«Μέχρι τώρα, τα περισσότερα τεχνητά υλικά είναι πολύ σταθερά από χημικής άποψης: Για να αποσυντεθούν στα εξ ων συνετέθησαν, πρέπει να καταβληθεί πολλή ενέργεια», λέει ο Job Boekhoven, καθηγητής Υπερμοριακής Χημείας στο TUM (Technische Universität München) – ο οποίος αναζητεί μια άλλη οδό.
«Η φύση δεν παράγει σκουπιδοτενεκέδες. Αντ’ αυτού, τα βιολογικά κύτταρα συνθέτουν συνέχεια νέα μόρια από ανακυκλωμένα. Κάποια από αυτά τα μόρια συντίθενται σε μεγαλύτερες δομές, τις αποκαλούμενες υπερμοριακές συνθέσεις, που αποτελούν τα δομικά στοιχεία του κυττάρου. Αυτό μας ενέπνευσε να αναπτύξουμε υλικά που μας απαλλάσσουν μόνα τους από τους εαυτούς τους όταν δεν χρειάζονται πια» προσθέτει.
Μία από τις βασικές διαφορές ανάμεσα στα τεχνητά υλικά και τα περισσότερα ζωντανά βιολογικά υλικά είναι η διαχείριση ενέργειας: Τα τεχνητά υλικά είναι σε ισορροπία με το περιβάλλον τους, καθώς δεν ανταλλάσσουν μόρια και ενέργεια με αυτό, παραμένοντας όπως είναι. Η φύση λειτουργεί αλλιώς: Τα ζωντανά βιολογικά υλικά, όπως το δέρμα και το κόκαλο, αλλά και τα κύτταρα, δεν είναι σε ισορροπία με το περιβάλλον, καθώς υπάρχει μια συνεχής εισροή ενέργειας και δημιουργία δομικών στοιχείων- απαραίτητα για την παραγωγή, συντήρηση και επιδιόρθωσή τους.
Τα νέα υλικά που ανέπτυξε ο Job Boekhoven μαζί με ομάδα ερευνητών από πλήθος ειδικοτήτων (χημικοί, φυσικοί, μηχανικοί) βασίζονται σε αυτό το φυσικό μοντέλο: Τα μοριακά δομικά στοιχεία στην αρχή κινούνται ελεύθερα, αλλά εάν εφαρμοστεί ενέργεια, υπό τη μορφή μορίων υψηλής ενέργειας, δημιουργούνται υπερμοριακές δομές- οι οποίες με τη σειρά τους αποσυντίθενται αυτόνομα όταν η ενέργεια αυτή εξαντληθεί. Ως εκ τούτου, είναι δυνατός ο καθορισμός της διάρκειας ζωής τους μέσω της ποσότητας «καυσίμου» που χρησιμοποιείται. Στο εργαστήριο τα υλικά αυτά μπορούν να ρυθμιστούν έτσι ώστε να αποσυντίθενται αυτόνομα μέσα σε χρονικά διαστήματα που ποικίλλουν- από μερικά λεπτά μέχρι ώρες. Ωστόσο, μετά από έναν τέτοιο κύκλο, τα υλικά αυτά μπορούν να χρησιμοποιηθούν εκ νέου, απλά και μόνο μέσω της εισαγωγής άλλης μιας «δόσης» από μόρια υψηλής ενέργειας.
Οπότε, θα ήταν δυνατόν να κατασκευαστούν υπερμοριακές συσκευές ή κινητά τηλέφωνα τα οποία απλά εξαφανίζονται όταν είναι πια άχρηστα; «Κάτι τέτοιο δεν θα ήταν εντελώς αδύνατον» τονίζει ο Job Boekhoven, συμπληρώνοντας ωστόσο πως «υπάρχει ακόμα πολύς δρόμος. Αυτή τη στιγμή δουλεύουμε πάνω στα βασικά».
