Znanstvenici su ponovno najavili novi način razgradnje plastike

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. Zadnja promjena: 2023-12-16 16:06

Znanstvenici su slučajno pronašli tvar koja u nekoliko dana razgrađuje plastiku. Svoje napore planiraju usmjeriti na daljnja poboljšanja – već imaju ideje kako ubrzati razgradnju za faktor 100.

Znanstvenici su stvorili enzim koji može uništiti plastiku, a posebno dobro djeluje s plastičnim bocama. Ovo postignuće pomoći će u rješavanju goleme količine plastike koja zagađuje planet. Rezultate su objavili u časopisu Proceedings of the National Academy of Sciences.

Godine 2016. bakterije sposobne apsorbirati plastiku pronađene su na odlagalištu otpada u Japanu. Proces, koji obično traje stoljećima, trajao im je nekoliko dana. Sada su znanstvenici uspjeli odrediti strukturu enzima koji koriste za to i sintetizirati ga. Kada je tim testirao enzim, pokazalo se da se može nositi s polietilen tereftalatom (PET) koji se koristi u bocama pića čak i bolje od originala.

“Pokazalo se da smo poboljšali enzim. Bili smo malo šokirani - kaže profesor John McGehan sa Sveučilišta Portsmouth u Velikoj Britaniji. – Ovo je pravo otkriće.

Pritom se istraživači nadaju da će ga uspjeti poboljšati i učiniti ga još bržim.

“Nadamo se da ćemo koristiti ovaj enzim za razgradnju plastike na njezine sastojke, a zatim ih ponovno upotrijebiti za proizvodnju plastike. To znači da se više neće proizvoditi nafta i da se količina plastike u okolišu može smanjiti”, napominje McGeehan.

Svake minute u svijetu se proda oko milijun plastičnih boca. Samo 14% njih se obrađuje. Mnogi od ostalih završavaju u oceanima, zagađujući čak i najudaljenije kutke, šteti morskom životu i - potencijalno - potrošačima morskih plodova.

"Plastika je iznimno otporna na degradaciju", objašnjava McGehan.

Danas se boce koje su reciklirane koriste za proizvodnju neprozirnih vlakana koja postaju materijal za odjeću i tepihe. No, zahvaljujući korištenju enzima, mogu se koristiti za izradu novih plastičnih boca, eliminirajući potrebu za proizvodnjom više plastike.

"Moramo živjeti s činjenicom da nafta malo košta, zbog čega je proizvodnja PET-a jeftina", rekao je McGehan. "Proizvođačima je lakše stvoriti više plastike nego je pokušati reciklirati."

Za početak, znanstvenici su identificirali strukturu enzima koji proizvode bakterije iz Japana. Da bi to učinili, koristili su Diamond sinkrotron, koji je sposoban proizvesti snažne X-zrake, što omogućuje vidjeti strukturu pojedinačnih atoma. Utvrđeno je da je enzim sličan onom koji bakterije obično koriste za razgradnju prirodnog polimera kutina, voska koji često prekriva kožicu voća. Manipulacija enzima tijekom proučavanja njegovog rada nehotice je rezultirala poboljšanjem njegove sposobnosti razgradnje plastike.

"To je skromnih 20% poboljšanja, ali to nije poanta", kaže McGehan. - Ovo što se dogodilo pokazuje da enzim još nije optimiziran. To nam daje priliku da iskoristimo sve tehnologije koje su se godinama koristile u razvoju drugih enzima i stvorimo enzim koji radi ultrabrzo.”

Jedno od mogućih poboljšanja je transplantacija enzima u bakterije ekstremofila koje mogu podnijeti temperaturu iznad 70°C – topi PET, a u rastaljenom obliku se razgrađuje 10-100 puta brže. Određene gljive također mogu doprinijeti razgradnji plastike, ali bakterije je lakše koristiti u industrijske svrhe.

Bakterije koje se trenutno razvijaju u okolišu mogle bi se koristiti za ubijanje drugih vrsta plastike, rekao je McGehan. Iako je većina plastike u oceanu, istraživači se nadaju da će biti moguće prenijeti bakterije koje jedu plastiku do ovih hrpa otpada.

“Mislim da je ovo vrlo zanimljiv rad koji pokazuje da postoji potencijal za korištenje enzima u borbi protiv rastućeg problema otpada”, rekao je kemičar Oliver Jones. "Enzimi su netoksični, biorazgradivi i mogu se dobiti uz pomoć mikroorganizama u velikim količinama."

Ličinke voštanog moljca mogu se natjecati s bakterijama – nedavno se pokazalo da mogu apsorbirati plastiku impresivnom brzinom. Do otkrića je došlo slučajno - jedna od istraživačica, Federica Bertochini, pčelarica amater, bavila se uklanjanjem parazita iz saća svojih košnica. Bertochini je izvađene gusjenice privremeno stavio u običnu vreću za smeće i nakon nekog vremena otkrio da nema ličinki.

Bertochini, istraživač sa Španjolskog instituta za biomedicinu i biotehnologiju, zainteresirao se za ovaj fenomen i proveo znanstveni eksperiment s biokemičarima iz Cambridgea. Uzelo se stotinjak ličinki, stavljeno u običnu plastičnu vrećicu kupljenu u britanskoj trgovini i čekalo da se pojave rupe. Kako se pokazalo, stotinu gusjenica može se nositi s 92 mg polietilena u 12 sati.