Платим блогерам
Блоги
amv212
Фермент, питающийся пластиком, может уничтожить миллиарды тонн отходов на мусорных полигонах

Идея использования ферментов для разложения пластиковых отходов становится все более популярной. Это стало возможным благодаря новым открытиям, которые доказали, что могут работать с высокой эффективностью и даже превращать материал в простые молекулы. Так, например, в новом исследовании ученые с помощью машинного обучения разработали фермент, который разлагает некоторые виды пластика всего за 24 часа. При этом новый материал отличается высокой стабильностью, что делает его пригодным для широкомасштабного применения.

Ученые разработали новый фермент, обладающий впечатляющей способностью расщеплять пластиковые отходы. Depositphotos

Ученые уже более десяти лет исследуют потенциал ферментов в области переработки пластмасс, но только в последние годы они достигли серьезных успехов. Так, в 2017 году японские разработчики обнаружили бактерию, которая с помощью ферментов (энзимов) расщепляла Отходы полиэтилентерефталата в течение нескольких недель. Инженерная версия этих ферментов, получившая название PETase (ПЭТаза), еще больше повысила производительность. А в прошлом году технология была усовершенствована настолько, что переваривала пластиковые отходы в шесть раз быстрее начальных показателей.

Ученые из университета Техаса решила устранить некоторые недостатки в работе этих ферментов. По мнению специалистов, внедрение технологии сдерживалось из неспособности ферментов эффективно функционировать при низких температурах,   различных уровнях pH, и медленной скоростью реакции.

Чтобы решить эти проблемы, команда разработала модель машинного обучения, которая могла предсказать, какие мутации в ферменте ПЭТаза позволят улучшить его функциональность. В ходе исследования был тщательно изучен ряд пластиковых изделий из полиэтилена, включая контейнеры, бутылки для воды и ткани. С помощью полученной модели специалисты сконструировали улучшенный фермент, получивший название FAST-PETase ( функциональный, активный, стабильный и устойчивый фермент ПЭТаза).

Сконструированный энзим наиболее эффективно утилизирует пластмассы при температуре от 28 до 52 градусов Цельсия в различных диапазонах pH. Так всего за шесть дней он смог полностью расщепить 51 экземпляр различных продуктов из полиэтилена, причем в некоторых случаях процесс завершился  всего за 24 часа. Кроме того, учеными был продемонстрирован замкнутый цикл повторного использования ПЭТ, в котором FAST-PETasa использовалась для деградации пластика, а затем восстановленные мономеры использовались для химической реконструкции полимера.

"При выборе технологий по очистке окружающей среды вам нужны ферменты, которые смогут работать в окружающей среде при температуре окружающей среды", - сказал автор исследования Хал Альпер. " Именно при соблюдении этого условия наши разработки будут иметь огромный потенциал в будущем".

Исследователи считают, что благодаря способности быстро расщеплять пластмассу при низких температурах, им удалось разработать портативный, доступный и промышленный метод. Они уже оформили на свою технологию и надеются, что она будет активно внедряться на мусорных свалках и в загрязненных регионах.

"Возможности применения этой передовой технологии утилизации в различных секторах индустрии поистине неисчерпаемы", - считает Альпер. "Более того, новое открытие позволит корпорациям всех отраслей взять на себя ведущую роль в рециклировании своей продукции. Используя эти более устойчивые подходы к ферментам, мы сможем разработать настоящую циклическую экономику пластмасс".

Исследование было опубликовано в журнале Nature, а видео ниже предлагает обзор данного открытия.

Фермент, пожирающий пластик, может устранить миллиарды тонн отходов на мусорных полигонах

Источники: University of Texas (https://news.utexas.edu/2022/04/27/plastic-eating-enzyme-could-eliminate-billions-of-tons-of-landfill-waste/)

1
Показать комментарии (1)

Популярные новости

Сейчас обсуждают