Использование ферментов для расщепления пластиковых отходов — это новый подход, который набирает обороты, и ряд недавних открытий показывает, что ферменты могут превращать пластик в простые молекулы. Теперь, в новом исследовании, ученые обнаружили вариант фермента, который может разлагать ПЭТ-пластик в течение нескольких часов или дней — и достаточно стабилен, чтобы его можно было применять в больших масштабах.

пластик-растворить 0Быстродействующий фермент может расщепить пластик всего за 24 часа
Открытие может помочь справиться с обостряющимся в мире кризисом пластиковых отходов, которые загрязняют океаны и заполняют свалки. Половина когда-либо произведенных пластиков была произведена за последние 15 лет, и ожидается, что к 2050 году их производство удвоится. Они действительно повсюду, от Эвереста до Антарктиды и продуктов, которые мы едим каждый день. Возможность быстро разлагать и перерабатывать пластик может иметь большое значение.

«Возможности использования этого передового процесса переработки безграничны в разных отраслях», — заявил в своем заявлении автор исследования из Техасского университета в Остине Хэл Альпер. «Помимо индустрии обращения с отходами, это также дает корпорациям из всех секторов возможность взять на себя инициативу по переработке своей продукции».

Борьба с пластиковым кризисом в разгаре

Альпер и его команда сосредоточились на ПЭТ-пластике (полиэтилентерефталате), полимере, который в основном используется для потребительской упаковки, такой как бутылки и контейнеры, а также для некоторых волокон и текстиля. В 2016 году исследователи придумали фермент (ПЭТазу), который может расщеплять ПЭТ-пластик за несколько недель, а в 2020 году этот срок был еще шесть раз улучшен .

Теперь исследователи из Техасского университета хотели еще больше улучшить использование технологии, которая, по их мнению, сдерживалась неспособностью хорошо работать при низких температурах и в разных диапазонах pH. Они придумали модель машинного обучения и использовали ее для создания нового и улучшенного фермента под названием FAST-PETase, который намного надежнее, чем предыдущие версии.

Этот новый фермент лучше расщеплял ПЭТ-пластик в диапазоне уровней pH и при температуре от 30 до 50 ° C (от 86 до 122 градусов по Фаренгейту). Он мог разлагать почти 51 различное изделие из ПЭТ за неделю, а в некоторых экспериментах — за 24 часа. Фермент также может выполнять циклический процесс разрушения пластика и последующего его соединения.

Фермент не будет выпущен в дикую природу в ближайшее время. Вместо этого его можно использовать для крупномасштабной переработки пластика, что позволит предприятиям снизить воздействие на окружающую среду за счет восстановления и повторного использования пластика. Он портативный, доступный и может применяться в больших масштабах. Они уже подали заявку на патент на эту технологию и надеются вскоре внедрить ее на свалки и загрязненные территории.

Переработка — один из наиболее очевидных способов сокращения пластиковых отходов (второй — просто использовать меньше), но во всем мире перерабатывается менее 10% всего пластика. Вот когда мы обращаемся к свалкам или сжиганию, что является энергоемким и дорогостоящим. Биологические альтернативы, такие как ферменты, требуют гораздо меньше энергии, но до сих пор никто не придумал, как заставить ферменты работать при низких температурах, чтобы сделать их более эффективными.

«При рассмотрении возможностей очистки окружающей среды вам нужен фермент, который может работать в окружающей среде при температуре окружающей среды. Именно в этом требовании наша технология будет иметь огромное преимущество в будущем», — заключает Альпер.

Исследование было опубликовано в журнале Nature.

(Visited 1 times, 1 visits today)