Ензим кој ја разградува пластиката за само неколку часа

Распаѓањето на пластиката на депониите вообичаено трае стотици години, а ензимот кој го развија инженерите и научниците од Универзитетот во Тексас би можел да го уништи отпадот за помалку од 24 часа. Нивното револуционерно откритие пружа надеж во решавањето на проблемот со пластичното загадување со помош на биологијата.

Уделот на ПЕТ пластиката во глобалниот отпад изнесува 12 проценти, предупредија авторите на студијата која неодамна беше објавена во научното списание Nature. Токму затоа решиле да се пресметаат токму со овој вид пластика со која се среќаваме секојдневно - во ПЕТ се спакувани разни напитоци и кекси, а се наоѓа и во составот на текстилот.

Истражувачите од Тексас се занимавале со конструирање мутација на природниот ензим ПЕТаза кој им помага на бактериите да ја разложуваат пластиката, но многу побавно во однос на нивниот новодобиен ензим. Тие со помош на машинско учење ја забрзале таканаречената деполимеризација на пластичниот отпад и овозможиле да се одвива и на температури пониски од 50 степени целзиусови. Тоа го постигнале преку развивање нов ензим ФАСТ-ПЕТаза (функционална, активна, стабилна и толерантна ПЕТаза) кој во рок од неколку часа ја одвојува пластиката на составните мономери. Потоа е можно тие да се трансформираат во нови производи.

Кога пластиката се топи и се преобликува во конвенционалните рециклажни постројки, нејзиниот квалитет опаѓа со секој следен рециклажен циклус. Тоа не е случај со пластиката која се деполимеризира и повторно хемиски се прави со помош на ФАСТ-ПЕТазата. Истражувачите објаснија дека на овој начин секогаш се добива нова пластика.

„Сите индустрии имаат бесконечни можности да го искористат овој напреден процес на рециклажа“, рече професорот Хал Алпер. „Покрај очигледното управување со отпадот, ова им овозможува на корпорациите од секој сектор да ја предводат рециклажата на своите производи. Преку овие поодржливи ензимски процеси можеме да почнеме да замислуваме вистинска циркуларна економија кога станува збор за пластиката“.

Тимот задолжен за развој на моделот за машинско учење го предводел професорот Ендрју Елингтон кој смета дека заедничкиот труд на стручњаците на овој проект ја демонстрира моќта на здружувањето разни дисциплини, од синтетичката биологија преку хемиското инженерство до вештачката интелигенција.

Во моментов рециклирањето се смета за најефикасен начин за намалување на пластичниот отпад. Сепак, рециклажните стапки и натаму се ниски - на глобално ниво се рециклира помалку од 10 проценти пластика. Околу 12 проценти од овој вид отпад се пали, меѓутоа процесот на инсенерација е скап, троши многу енергија и го загадува воздухот.

Преостанатите речиси 80 проценти пластика завршуваат на депонии. Со оглед на тоа дека пластичните производи не се распаѓаат, тоа значи дека над две третини пластика која сме ја произвеле од педесеттите години на минатиот век до денес сè уште постои во нашето опкружување, на копно или во океаните. Количината на тој отпад, кој го генерираше човештвото за само неколку децении, се мери во милијарди тони.

Алтернатива за управување со отпадот ни пружаат биолошките решенија како ФАСТ-ПЕТазата. Истражувачите на развојот на овој ензим за разградување пластика работеа последниве 15 години. Сепак, досега никој не успеа да направи ензими кои би биле ефикасни и на вообичаени температури. Ова е важно заради ефикасноста и поедноставно користење во големи индустриски размери. Покрај брзината, главниот исчекор на Универзитетот во Тексас се крие токму тука.

Имајќи го ова предвид, инженерите и научниците се фокусираат на зголемување на производството на ФАСТ-ПЕТаза за изумот да го подготват како за индустриска, така и за еколошка примена. Поднесоа патентна пријава и преиспитуваат неколку различни начини за употреба на својот ензим кој ја јаде пластиката, како што се чистењето депонии, позеленување на работењето на компаниите кои генерираат големи количества отпад и санација на животната средина.

„Кога ја разгледувате употребата на ензимот за чистење на животната средина, потребен ви е ензим кој може да дејствува на температурата на амбиенталниот воздух. Исполнувањето на ова барање на нашата технологија ќе ѝ овозможи огромна предност во иднина“, рече Алпер.

Превод: Алек Кузмановски

Слики: Veronika Richterová

Извор: https://klima101.rs/