Oamenii de știință au anunțat încă o dată o nouă modalitate de descompunere a plasticului

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. Modificat ultima dată: 2023-12-16 16:15

Oamenii de știință au găsit accidental o substanță care descompune plasticul în câteva zile. Ei plănuiesc să-și concentreze eforturile pe îmbunătățiri suplimentare - au deja idei despre cum să grăbească descompunerea cu un factor de 100.

Oamenii de știință au creat o enzimă care poate distruge plasticul și funcționează mai ales bine cu sticlele de plastic. Această realizare va ajuta la combaterea cantității uriașe de plastic care poluează planeta. Ei au raportat rezultatele în jurnalul Proceedings of the National Academy of Sciences.

În 2016, bacterii capabile să absoarbă plasticul au fost găsite într-o groapă de gunoi din Japonia. Procesul, care durează de obicei secole, le-a durat câteva zile. Acum oamenii de știință au reușit să determine structura enzimei pe care o folosesc pentru aceasta și să o sintetizeze. Când echipa a testat enzima, s-a dovedit a fi capabilă să gestioneze tereftalatul de polietilenă (PET) folosit în sticlele de băuturi chiar mai bine decât originalul.

„S-a dovedit că am îmbunătățit enzima. Am fost puțin șocați”, spune profesorul John McGehan de la Universitatea din Portsmouth din Marea Britanie. „Aceasta este o adevărată descoperire”.

Procedând astfel, cercetătorii speră că îl vor putea îmbunătăți, făcându-l să funcționeze și mai rapid.

„Sperăm să folosim această enzimă pentru a descompune plasticul în constituenții săi și apoi să le folosim din nou pentru a face plastic. Aceasta înseamnă că nu va mai fi produs ulei și că cantitatea de plastic din mediu poate fi redusă”, notează McGeehan.

Aproximativ un milion de sticle de plastic sunt vândute în fiecare minut în lume. Doar 14% dintre ele sunt procesate. Multe dintre celelalte ajung în oceane, poluând chiar și cele mai îndepărtate colțuri, dăunând vieții marine și – potențial – consumatorilor de fructe de mare.

„Plasticul este extrem de rezistent la degradare”, explică McGehan.

Astăzi, sticlele care au fost reciclate sunt folosite pentru a produce fibre opace care devin material pentru îmbrăcăminte și covoare. Însă, datorită utilizării unei enzime, acestea pot fi folosite pentru a face noi sticle de plastic, eliminând necesitatea de a produce mai mult plastic.

„Trebuie să trăim cu faptul că petrolul costă puțin, motiv pentru care producția de PET este ieftină”, a spus McGehan. „Este mai ușor pentru producători să creeze mai mult plastic decât să încerce să-l recicleze”.

Pentru început, cercetătorii au identificat structura unei enzime produse de bacterii din Japonia. Pentru a face acest lucru, au folosit sincrotronul Diamond, care este capabil să producă raze X puternice, ceea ce face posibilă vizualizarea structurii atomilor individuali. S-a descoperit că enzima este similară cu cea utilizată în mod obișnuit de bacterii pentru a descompune polimerul natural cutina, ceara care acoperă adesea pielea fructului. Manipularea enzimei în timp ce i se studia activitatea a dus, din neatenție, la o îmbunătățire a capacității sale de a degrada plasticul.

„Este o îmbunătățire modestă cu 20%, dar nu acesta este scopul”, spune McGehan. - Ce s-a întâmplat arată că enzima nu a fost încă optimizată. Acest lucru ne oferă posibilitatea de a folosi toate tehnologiile care au fost folosite în dezvoltarea altor enzime de-a lungul anilor și de a crea o enzimă care funcționează ultra-rapid.”

Una dintre posibilele îmbunătățiri este transplantarea enzimei la bacterii extremofile care pot rezista la temperaturi de peste 70 ° C - topește PET-ul, iar în formă topită se descompune de 10-100 de ori mai repede. Anumite ciuperci pot contribui, de asemenea, la degradarea plasticului, dar bacteriile sunt mai ușor de utilizat în scopuri industriale.

Bacteriile care evoluează în prezent în mediu ar putea fi folosite pentru a ucide alte tipuri de plastic, a spus McGehan. Deși cea mai mare parte a plasticului se află în ocean, cercetătorii speră că va fi posibilă transportul bacteriilor care mănâncă plastic la aceste grămezi de resturi.

„Cred că aceasta este o lucrare foarte interesantă care arată că există potențialul de utilizare a enzimelor pentru a combate problema în creștere a deșeurilor”, a spus chimistul Oliver Jones. „Enzimele sunt netoxice, biodegradabile și pot fi obținute cu ajutorul microorganismelor în cantități mari”.

Larvele moliei de ceară pot concura cu bacteriile - recent s-a demonstrat că sunt capabile să absoarbă plasticul într-un ritm impresionant. Descoperirea a fost făcută întâmplător – una dintre cercetători, Federica Bertochini, apicultoare amatoare, era angajată în îndepărtarea paraziților din fagurele stupilor ei. Bertochini a pus temporar omizile extrase într-un sac de gunoi obișnuit și după un timp a descoperit că nu există larve.

Bertochini, cercetător la Institutul Spaniol de Biomedicină și Biotehnologie, s-a interesat de fenomen și a efectuat un experiment științific cu biochimiști din Cambridge. Au fost luate aproximativ o sută de larve, puse într-o pungă obișnuită de plastic cumpărată dintr-un magazin britanic și au așteptat să apară găurile. După cum sa dovedit, o sută de omizi sunt capabile să facă față cu 92 mg de polietilenă în 12 ore.