בסוף שנות ה-60 הוצב פרופסור סרגיי בראון, אז חייל בצבא האדום, בבסיס ליד ים הקרח הצפוני. "סמוך לחוף הים היתה דיונה גדולה שהיתה עשויה מיריעות ומוצרי פלסטיק", הוא מספר. "הפסולת הזאת הגיעה עם זרם הגולף מארה"ב, מקסיקו וברזיל. פלסטיק הוא חומר לא ידידותי לסביבה שמתחיל להתפרק בצורה טבעית רק אחרי 20 שנה. אבל שם, הקור העז בים הצפוני עיכב את תהליכי התפרקות עוד יותר החומרים האלה וכך נערמה לה הדיונה הזאת".
סיפור מדאיג זה הוא רק תחילתו של אסון אקולוגי שממיטה על העולם תעשיית הפלסטיק. החומרים הפלסטיים המוכרים לנו כיום בנויים מפולימרים (שרשראות ארוכות של מולקולות זהות) על בסיס היסודות פחמן ומימן. חומרים אלה, המופקים מתוצרים של נפט, אינם נרקבים וניסיונות לשריפתם תורמים לאפקט החממה. וכך מצטברים מדי שנה בעולם מאות מיליוני טונות של החומר שסימל בעבר קדמה וגמישות וקרא תיגר על העץ והברזל. "הבעיה היא כלל עולמית, מכיוון שגם במדינה הכי מפגרת בעולם יש מפעלי פלסטיק", אומר בראון.
עתה, בחלוף יותר מ-30 שנה משירותו הצבאי, נראה כי בראון מתקרב למציאת פתרון מהפכני לבעיה זו. בראון מספר שבתפקידו כמנהל המעבדה הביוכימית באוניברסיטה העברית עבד בשנים האחרונות עם כמה חברות גדולות המעבדות תירס לעמילן וסוכרים לצרכים תעשייתיים. "מהעיבוד של התירס נשאר חלבון של תירס שקשה לעבד אותו. חלק מהחברות, כמו קארגיל ו-ADM, מנסות למכור את זה חזרה לחקלאים, אבל זו כמות גדולה מאוד. רק בארה"ב, למשל, מעובדים מדי שנה כ-250 מיליון טונה תירס ומתוך כמות זו כ-6% - כ-15 מיליון טונה - נותרים כאותו חלבון".
מה אפשר לעשות בחלבון המיותר? לבראון יש רעיון מקורי. מחקר שערך בשנים האחרונות העלה כי ניתן לנצל את החלבון כבסיס לפיתוח חומר גלם פלסטי בעל תכונות של חומר אורגני הניתן לפירוק. בעבר, הוא מסביר, נעשו ניסיונות לייצר חומר פלסטי מחלבון על בסיס פולימר של חומצת אמינו. "הבעיה שהמוצרים האלה שבריריים ולא מספיקים יציבים מכנית. גם לא ניתן להתיך אותם. התוצר של פולימר כזה טוב כשניצל טבעול, אבל לא מספיק טוב כבגד ובטח לא כמגירה קשיחה למסמכים".
החומרים רק בצבע בשחור
כצפוי, הבעיה העיקרית היא הכדאיות הכלכלית. בראון: "בעבר יצרו בהצלחה כפתורים קשיחים מחלב, אבל זה לא הצליח להתחרות במחיר במוצרי פלסטיק. חברת קארגיל הצליחה לפתח חומר בשם פולי-לקטיד המבוסס על חומצה לקטית. חומר כזה מפיקים בתהליך יקר של תסיסת סוכרים ולכן המחיר של טונה פולי-לקטיד הוא 6,000 דולר. בקארגיל מסבסדים את החומר, ומאמינים שעם ייעול תהליך הייצור הם יצליחו להוריד את המחיר של טונה לכ-4000 דולר. הבעיה היא שזה לעולם לא יצליח להתחרות בחומר פלסטי כמו פולי-פרופילן שמחירו 800-600 דולר לטונה".
לבראון היה ברור שכדי לשפר את תכונותיו של הפולימר החלבוני יש צורך בהתערבות כימית. הוא פירק את החלבון באמצעות אנזימים, והחליף את הקבוצות האמיניות בחלבון בקבוצות הידרוקסיליות. בלי להיכנס לדקויות כימיות, בראון החליף קשר אמידי (בין אמין לחומצה) לקשר אסטרי (בין כהל לחומצה). לאחר שבנה את המולקולה מחדש נוצר חומר גלם הדומה בתכונותיו לפוליאסטר - שאפשר לפרק אותו כחומר אורגני.
"את Oligo X אפשר לערבב עם פולימרים אחרים והוא עדיין יישאר חומר פריק. בתערובת מסוימת יצרנו חומר הדומה לגומי שעמיד במתיחה של פי-10 מאורכו. בתערובת אחרת יצרנו סיב עם חוזק המתקרב לזה של סיב ניילון, אבל בניגוד לניילון שסופח מים ברמה של כ-8%, הסיב החדש סופח מים ברמה של 18% וזה מספיק טוב כדי לעשות ממנו בגדים תחתונים". גם בעיית המחיר נפתרה. בראון מעריך שבייצור מסחרי של החומר - שהוא מכנה Oligo X - יהיה מחיר טונה כ-450 דולר בלבד.
הבעיה שצבע החומרים הפלסטיים המופקים על בסיס האוליגו הוא שחור. "זו אכן בעיה", מודה בראון. "אבל זו בעיה מוכרת בכל פולימר חדש שיצא לשוק. ניסיון העבר הראה שבתוך שנה שנתיים נמצאה הדרך לפתור את בעיית הצבע, וכך אני מאמין שיהיה גם באוליגו X".
סמנכ"ל מדעי החיים בחברת יישום של האוניברסיטה העברית, יהודה ירמוט, אומר כי החברה בוחנת כמה אופציות למיסחור ההמצאה המהפכנית, בהן הקמת חברה או שת"פ אסטרטגי. "לא בטוח ששווה להקים חברה ולהשקיע מאות מיליוני שקלים בפסי ייצור", הוא אומר. "ייתכן שנמכור רישיונות לשימוש בחומר. בימים אלה אנחנו מנהלים מו"מ עם חברה ישראלית מובילה בתחום הפלסטיקה. בכל מקרה, הפטנט על האוליגו הוא פטנט צעיר. רשמנו אותו רק לפני שנתיים, כך שיש עוד 18 שנה של בלעדיות על החומר הזה. זה יתרון עסקי גדול מאוד".