Naučnici su još jednom najavili novi način razgradnje plastike

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. Zadnja izmjena: 2023-12-16 15:59

Naučnici su slučajno pronašli supstancu koja za nekoliko dana razgrađuje plastiku. Planiraju usmjeriti napore na daljnja poboljšanja – već imaju ideje kako da ubrzaju razgradnju za faktor 100.

Naučnici su stvorili enzim koji može uništiti plastiku, a posebno dobro funkcionira s plastičnim bocama. Ovo postignuće će pomoći u rješavanju ogromne količine plastike koja zagađuje planetu. Oni su objavili rezultate u časopisu Proceedings of the National Academy of Sciences.

2016. godine na deponiji u Japanu pronađene su bakterije sposobne da apsorbiraju plastiku. Proces, koji obično traje stoljećima, trajao je nekoliko dana. Sada su naučnici uspjeli odrediti strukturu enzima koji koriste za to i sintetizirati ga. Kada je tim testirao enzim, pokazalo se da može bolje podnijeti polietilen tereftalat (PET) koji se koristi u bocama pića čak i bolje od originala.

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

Pritom se istraživači nadaju da će moći da ga poboljšaju, čineći ga još bržim.

“Nadamo se da ćemo koristiti ovaj enzim da razgradimo plastiku na njene sastojke, a zatim ih ponovo iskoristimo 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 milion plastičnih boca. Samo 14% njih je obrađeno. Mnogi od ostalih završavaju u okeanima, zagađujući čak i najudaljenije kutke, šteti morskom životu i - potencijalno - potrošačima morskih plodova.

„Plastika je izuzetno otporna na degradaciju“, objašnjava McGehan.

Danas se reciklirane boce koriste za proizvodnju neprozirnih vlakana koja postaju materijal za odjeću i tepihe. Ali zahvaljujući upotrebi enzima, mogu se koristiti za izradu novih plastičnih boca, eliminirajući potrebu za proizvodnjom više plastike.

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

Za početak, istraživači su identificirali strukturu enzima koji proizvode bakterije iz Japana. Da bi to učinili, koristili su dijamantski sinhrotron, koji je sposoban proizvesti moćne rendgenske zrake, što omogućava da se vidi struktura 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 tokom proučavanja njegovog rada nehotice je rezultirala poboljšanjem njegove sposobnosti da razgradi plastiku.

"To je skromnih 20% poboljšanja, ali to nije poenta", kaže McGehan. - Ono što se dogodilo pokazuje da enzim još nije optimizovan. 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 ekstremofilnim bakterijama koje mogu izdržati temperature iznad 70°C – topi PET, a u rastopljenom 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 se većina plastike nalazi u okeanu, istraživači se nadaju da će biti moguće prenijeti bakterije koje jedu plastiku do ovih gomila otpada.

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

Larve voštanog moljca mogu se takmičiti s bakterijama – nedavno se pokazalo da mogu apsorbirati plastiku impresivnom brzinom. Do otkrića je došlo slučajno - jedna od istraživačica, Federica Bertochini, pčelar 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 na španskom institutu za biomedicinu i biotehnologiju, zainteresovao se za ovaj fenomen i izveo naučni eksperiment sa biohemičarima iz Kembridža. Uzeto je stotinjak larvi, stavljeno u običnu plastičnu vrećicu kupljenu u jednoj britanskoj radnji i čekalo da se pojave rupe. Kako se pokazalo, stotinu gusjenica je u stanju da se nosi sa 92 mg polietilena za 12 sati.