W 2016 r., Po pięciu latach przeszukiwania stosów odpadów, japońscy naukowcy odkryli szczep bakterii, który ewoluował, by zjadać politereftalan etylenu, powszechny plastik znany jako PET lub poliester.
Jak poinformował wówczas Smithsonian.com, nowe bakterie mogą rozłożyć PET na znacznie mniejsze związki. Odkrycie to było obiecującym krokiem w kierunku rozwiązania światowego problemu plastiku.
Teraz naukowcy z University of Portsmouth w Wielkiej Brytanii i Narodowego Laboratorium Energii Odnawialnej Departamentu Energii dokonali nowego przełomu. Badając strukturę enzymu znalezionego w tej bakterii, naukowcy przypadkowo stworzyli „zmutowany enzym”, który może rozbić plastik w ciągu kilku dni.
Ten szczęśliwy wypadek pozwala na całkowity recykling butelek z powrotem do ich oryginalnej formy, informuje Damian Carrington z The Guardian . Naukowcy szczegółowo opisali swoje wyniki w badaniu opublikowanym na początku tego miesiąca w Proceedings of National Academy of Sciences .
Politereftalan etylenu to mocne, ale lekkie tworzywo sztuczne. Nazywa się poliester, gdy jest stosowany w tkaninach i włóknach, ale PET, gdy jest stosowany w butelkach, słoikach, pojemnikach i opakowaniach, zgodnie z PETRA, stowarzyszeniem branżowym reprezentującym północnoamerykańskich producentów PET.
Jak podaje Linda Poon dla CityLab, milion minut produkowanych jest co minutę, a większość z nich - około 90 procent - trafia na wysypiska śmieci, oceany i parki, a nie poddawana recyklingowi. Naturalne uszkodzenie PET może potrwać wieki. To, co jest poddawane recyklingowi, jest zwykle stosowane w tekstyliach, takich jak ubrania lub dywany.
Jak informuje Carrington, zespół naukowców kierowany przez profesora z University of Portsmouth, Johna McGeehana, początkowo chciał tylko zmodyfikować enzym, aby zobaczyć, jak ewoluował. Rozpoczęli od ustalenia dokładnej struktury enzymu bakterii, a następnie wykorzystali technologię rentgenowską do zbadania poszczególnych atomów.
Odkryli, że struktura wyglądała podobnie do struktury, która ewoluowała, aby rozbić naturalny polimer zwany kutyną, który tworzy woskową, hydrofobową powłokę dla wielu roślin. Ulepszając enzym w celu zbadania tego podobieństwa, przypadkowo otrzymali związek, który może efektywniej rozkładać plastik o 20 procent.
„Okazało się, że ulepszyliśmy enzym, co było szokiem”, mówi McGeehan Carringtonowi.
Zbliżenie nowo utworzonego plastiku PET degradującego enzymy. (Dennis Schroeder / NREL) Jak wielokrotnie pokazują badania, tworzywa sztuczne stanowią coraz większy problem dla oceanów na świecie. Badanie z 2015 r. Wykazało, że około 8 milionów ton tworzyw sztucznych trafia do oceanu każdego roku, podało wówczas National Geographic . A wszystko to z tworzywa sztucznego jest szkodliwe dla dzikiej przyrody. Wiele ptaków morskich i innych zwierząt morskich zjada kolorowe kawałki, myląc plastik z jedzeniem.
Oznacza to, że potencjalnym rozwiązaniem naszego problemu z tworzywami sztucznymi może być duży postęp. Ale czy zmutowany enzym naprawdę może rozwiązać ten problem?
Według Washington, non-profit z siedzibą w Ocean Conservancy, odpowiedź na to pytanie brzmi: nie. W odpowiedzi na nowe badanie konserwatysta wydał oświadczenie, które zacytowało Ramani Narayana, profesora inżynierii chemicznej i materiałoznawstwa na Uniwersytecie Stanowym w Michigan: „Problemem nie jest„ technologia ”polegająca na ponownym wykorzystaniu PET lub rozbiórce jego składników, ale odzysk i ekonomia zastosowanych procesów. Półkrystaliczne butelki PET są już w pełni nadające się do recyklingu w naszych obecnych systemach. ”
Innymi słowy, głównym problemem nie jest rozkładanie plastiku, ale usuwanie plastiku z oceanu. Zamiast tego konserwatywność sugeruje przede wszystkim włożenie wysiłku w utrzymanie tworzyw sztucznych z dala od oceanu.
Jak podaje Poon, nie po raz pierwszy naukowcy dokonali interesujących odkryć, które potencjalnie mogą rozwiązać problem plastiku. W ubiegłym roku naukowcy z Hiszpanii ogłosili odkrycie gatunku robaka woskowego, który mógłby zjadać z plastikowej torby.
Jednak naukowcy z optymizmem podchodzą do swojego „zmutowanego enzymu”. Według informacji prasowej pracują teraz nad skróceniem czasu, w którym enzym rozkłada tworzywa sztuczne. Przyspieszenie procesu może pozwolić na legalne wykorzystanie na dużą skalę - i może oznaczać, że mniej plastiku przedostanie się do środowiska.
„Mamy nadzieję, że użyjemy tego enzymu, aby zmienić ten plastik z powrotem w oryginalne składniki, abyśmy mogli dosłownie poddać go recyklingowi z powrotem do plastiku” - mówi McGeehan Carringtonowi. „Oznacza to, że nie będziemy musieli kopać więcej ropy i, zasadniczo, powinno to zmniejszyć ilość plastiku w środowisku”.
