Учените за пореден път обявиха нов начин на разлагане на пластмаса

2024 Автор: Seth Attwood | [email protected]. Последно модифициран: 2023-12-16 15:58

Учените случайно откриха вещество, което разлага пластмасата за няколко дни. Планират да насочат усилията си към по-нататъшни подобрения – вече имат идеи как да ускорят разлагането със 100 коефициента.

Учените са създали ензим, който може да унищожи пластмасата и работи особено добре с пластмасови бутилки. Това постижение ще помогне за справяне с огромното количество пластмаса, която замърсява планетата. Те съобщават резултатите в списанието Proceedings of the National Academy of Sciences.

През 2016 г. бактерии, способни да абсорбират пластмаса, бяха открити в сметище в Япония. Процесът, който обикновено отнема векове, им отне няколко дни. Сега учените са успели да определят структурата на ензима, който използват за това, и да го синтезират. Когато екипът тества ензима, се оказа, че може да се справи с полиетилен терефталат (PET), използван в бутилки за напитки, дори по-добре от оригинала.

„Оказа се, че сме подобрили ензима. Бяхме малко шокирани “, казва професор Джон Макгихан от университета в Портсмут във Великобритания. - Това е истинско откритие.

Правейки това, изследователите се надяват, че ще успеят да го подобрят, като го накарат да работи още по-бързо.

„Надяваме се да използваме този ензим, за да разградим пластмасата до нейните съставки и след това да ги използваме отново, за да направим пластмаса. Това означава, че няма да има повече производство на нефт и че количеството пластмаса в околната среда може да бъде намалено “, отбелязва Макгихан.

Всяка минута в света се продават около милион пластмасови бутилки. Само 14% от тях се обработват. Много от останалите завършват в океаните, замърсявайки дори най-отдалечените кътчета, увреждайки морския живот и - потенциално - потребителите на морски дарове.

„Пластмасата е изключително устойчива на разграждане“, обяснява Макгихан.

Днес бутилки, които са били рециклирани, се използват за производство на непрозрачни влакна, които стават материал за дрехи и килими. Но благодарение на използването на ензим, те могат да се използват за направата на нови пластмасови бутилки, елиминирайки необходимостта от производство на повече пластмаса.

„Трябва да живеем с факта, че петролът струва малко, поради което производството на PET е евтино“, каза Макгихан. "За производителите е по-лесно да създадат повече пластмаса, отколкото да се опитват да я рециклират."

Като начало изследователите идентифицираха структурата на ензим, произведен от бактерии от Япония. За да направят това, те са използвали диамантения синхротрон, който е в състояние да произвежда мощни рентгенови лъчи, което прави възможно да се види структурата на отделните атоми. Установено е, че ензимът е подобен на този, който бактериите обикновено използват за разграждане на естествения полимер кутин, восъкът, който често покрива кожата на плода. Манипулирането на ензима при изучаване на неговата работа по невнимание доведе до подобряване на способността му да разгражда пластмасата.

„Това е скромно подобрение от 20%, но не това е въпросът“, казва Макгихан. - Случилото се показва, че ензимът все още не е оптимизиран. Това ни дава възможност да използваме всички технологии, които са били използвани при разработването на други ензими през годините и да създадем ензим, който работи ултра бързо.

Едно от възможните подобрения е ензимът да се трансплантира на екстремофилни бактерии, които могат да издържат на температури над 70°C – той топи PET, а в разтопен вид се разлага 10-100 пъти по-бързо. Някои гъби също могат да допринесат за разграждането на пластмасата, но бактериите са по-лесни за използване за промишлени цели.

Бактериите, които в момента се развиват в околната среда, могат да бъдат използвани за убиване на други видове пластмаса, каза Макгихан. Въпреки че по-голямата част от пластмасата е в океана, изследователите се надяват, че ще бъде възможно да се транспортират бактерии, които ядат пластмаса, до тези купчини отпадъци.

„Мисля, че това е много интересна работа, която показва, че има потенциал за използване на ензими за борба с нарастващия проблем с отпадъците“, каза химикът Оливър Джоунс. "Ензимите са нетоксични, биоразградими и могат да бъдат получени с помощта на микроорганизми в големи количества."

Ларвите на восъчния молец могат да се конкурират с бактериите – наскоро беше доказано, че могат да абсорбират пластмаса с впечатляваща скорост. Откритието е направено случайно - един от изследователите Федерика Берточини, любител пчелар, се занимава с премахването на паразитите от пчелната пита на кошерите си. Берточини временно сложи извлечените гъсеници в обикновена торба за боклук и след време установи, че няма ларви.

Берточини, изследовател от Испанския институт по биомедицина и биотехнологии, се интересува от феномена и провежда научен експеримент с биохимици от Кеймбридж. Бяха взети около сто ларви, поставени в обикновена найлонова торбичка, закупена в британски магазин, и изчакаха да се появят дупките. Както се оказа, сто гъсеници са в състояние да се справят с 92 mg полиетилен за 12 часа.