Razvijen enzim koji razgrađuje plastiku za samo nekoliko sati

Raspadanje plastike na deponijama obično traje stotinama godina, a enzim koji su razvili inženjeri i naučnici sa Univerziteta u Teksasu mogao bi da učini da otpad nestane za manje od 24 časa. Njihovo revolucionarno otkriće pruža nadu u rešavanje problema plastičnog zagađenja pomoću biologije, piše Klima101.

Udeo PET plastike u globalnom otpadu iznosi 12%, upozorili su autori studije koja je nedavno objavljena u naučnom časopisu Nature. Upravo zbog toga rešili su da se obračunaju baš sa ovim tipom plastike sa kojim se svakodnevno susrećete – u PET su upakovani različiti napici i keks, a nalazi se i u sastavu tekstila.

Istraživači iz Teksasa bavili su se konstruisanjem mutacije prirodnog enzima PETaze koji pomaže bakterijama da razlažu plastiku, ali dosta sporije u odnosu na njihov novodobijeni enzim. Oni su uz pomoć mašinskog učenja ubrzali tzv. depolimerizaciju plastičnog otpada i omogućili da se odvija i pri temperaturama nižim od 50 Celzijusovih stepeni. To su postigli kroz razvijanje novog enzima FAST-PETaze (funkcionalna, aktivna, stabilna i tolerantna PETaza) koji u roku od nekoliko časova razdvaja plastiku na sastavne monomere. Njih je potom moguće transformisati u nove proizvode.

Kada se plastika topi i preoblikuje u konvencionalnim reciklažnim postrojenjima, njen kvalitet opada u svakom narednom krugu reciklaže. To nije slučaj sa plastikom koja se depolimerizuje i ponovo hemijski izgrađuje pomoću FAST-PETaze. Kako su istraživači objasnili medijima, tako se svaki put dobija nova plastika.

„Sve industrije imaju beskonačne mogućnosti da iskoriste ovaj napredni proces reciklaže”, rekao je profesor Hal Alper. „Pored očiglednog upravljanja otpadom, ovo omogućava korporacijama iz svakog sektora da predvode reciklažu svojih proizvoda. Kroz ove održivije enzimske procese možemo da počnemo da zamišljamo pravu cirkularnu ekonomiju kada je reč o plastici.”

Tim zadužen za razvoj modela mašinskog učenja predvodio je profesor Endrju Elington koji smatra da zajednički rad stručnjaka na ovom projektu demonstrira moć udruživanja različitih disciplina, od sintetičke biologije preko hemijskog inženjerstva do veštačke inteligencije.

Reciklaža trenutno važi za najefikasniji način smanjenja plastičnog otpada. Ipak, reciklažne stope i dalje su niske – manje od 10% plastike na globalnom nivou se reciklira. Oko 12% ove vrste otpada se spaljuje, međutim proces inseneracije je skup, troši mnogo energije i zagađuje vazduh.

Preostalih skoro 80% plastike završava na deponijama. S obzirom na to da se plastični proizvodi ne raspadaju, to znači da preko dve trećine plastike koje smo proizveli od pedesetih godina prošlog veka do danas i dalje postoji u našem okruženju, bilo na kopnu ili u okeanima. Količina tog otpada, koje je čovečanstvo generisalo u samo nekoliko decenija, meri se milijardama tona.

Alternativu za upravljanje otpadom nam pružaju biološka rešenja poput FAST-PETaze. Istraživači su na razvoju enzima za razgradnju plastike radili poslednjih 15 godina. Ipak, do sada niko nije uspeo da napravi enzime koji bi bili efikasni i na uobičajenim temperaturama. Ovo je bitno zbog efikasnosti i jednostavnijeg korišćenja u velikim industrijskim razmerama. Pored brzine, glavni pomak Univerziteta u Teksasu krije se upravo tu.

S tim na umu, inženjeri i naučnici se fokusiraju na povećanje proizvodnje FAST-PETaze kako bi izum pripremili kako za industrijsku, tako i za ekološku primenu. Podneli su patentnu prijavu i preispituju nekoliko različitih načina za upotrebu svog enzima koji jede plastiku kao što su čišćenje deponija, ozelenjavanje poslovanja kompanija koje generišu velike količine otpada i sanacija životne sredine.

„Kada razmatrate upotrebu enzima za čišćenje životne sredine, potreban vam je onaj koji može da radi na temperaturi ambijentalnog vazduha. Ispunjenje ovog zahteva pružiće našoj tehnologiji ogromnu prednost u budućnosti”, kazao je Alper.

Izvor: Klima101

Naslovna fotografija: Brian Yurasits on Unsplash