2016-ban, miután öt évet töltött hulladékapacitások átkutatásával, a japán kutatók felfedezték a baktériumtörzset, amely természetes módon fejlődött ki, hogy elfogyasztja a polietilén-tereftalátot, a PET vagy poliészter néven ismert műanyagot.
Ahogyan a Smithsonian.com akkoriban számolt be, az új baktériumok sokkal kisebb vegyületekre bonthatják a PET-et. A felfedezés ígéretes lépés volt a világ szerelő műanyag problémájának megoldása felé.
Most az Egyesült Királyság Portsmouthi Egyetemének és az Egyesült Államok Energiaügyi Minisztériumának a megújuló energiaforrásokkal foglalkozó nemzeti laboratóriumának tudósai új áttörést hajtottak végre. A baktériumokban található enzim szerkezetének tanulmányozása közben a kutatók véletlenül létrehoztak egy „mutáns enzimet”, amely néhány nap alatt elbontja a műanyagot.
Ez a boldog baleset lehetővé teszi a palackok újrahasznosítását eredeti formájukban - jelentette a The Guardian Damian Carrington. A kutatók eredményeit egy, a hónap elején a Proceedings of the National Academy of Sciences- ben közzétett tanulmány részletezi.
A polietilén-tereftalát erős, de könnyű műanyag. A PETRA, az észak-amerikai PET-termelőket képviselő iparági szövetség szerint, poliészternek hívják, ha szövetekben és rostokban használják, de PET-nek palackokban, üvegekben, tartályokban és csomagolásokban történő felhasználásra.
Amint Linda Poon a CityLab-nak számol be, percenként egymillió műanyag palackot állítanak elő, és ennek nagy része - körülbelül 90 százaléka - hulladéklerakókba, óceánokba és parkokba kerül, nem pedig újrahasznosításra. A PET természetes bomlásához évszázadokig tarthat. Az újrahasznosított anyagokat általában a textiliparban használják, például ruhákban vagy szőnyegekben.
Ahogy Carrington számol be, a Portsmouthi Egyetem professzora, John McGeehan vezette kutatócsoport kezdetben csak az enzimet akarta finomítani, hogy megnézze, hogyan alakult ki. Kezdetben kitalálták a baktériumok enzimének pontos szerkezetét, majd röntgen technológiát alkalmaztak az egyes atomok vizsgálatára.
Megállapították, hogy a szerkezet hasonló ahhoz, amely a cutinnek nevezett természetes polimer lebontásakor fejlődött ki, amely viaszos, víztaszító bevonatot képez sok növény számára. Amikor az enzimet hozzáigazítottuk ennek a hasonlóságnak a felfedezéséhez, véletlenül olyan vegyülettel álltak elő, amely 20% -kal hatékonyabban képes lebontani a műanyagot.
"Ami valójában kiderült, javítottuk az enzimet, ami kissé sokkolt volt" - mondta McGeehan Carringtonnak.
Az újonnan létrehozott enzimet lebontó PET műanyag részlete. (Dennis Schroeder / NREL) Mint a kutatások újra és újra megmutatták, a műanyagok egyre növekvő problémája a világ óceánjainak. Egy 2015. évi tanulmány szerint körülbelül nyolc millió tonna műanyag jut az óceánba az óceánba - jelentette be az akkori National Geographic . És mindez a műanyag káros a vadvilágra. Sok tengeri madár és más tengeri állat lecsúszik a színes darabokra, és összetéveszti a műanyagot az ételekkel.
Ez azt jelenti, hogy a műanyag problémánk lehetséges megoldása jelentős előrelépés lehet. De vajon a mutáns enzim képes-e megoldani ezt a problémát?
A washingtoni DC-ben működő nonprofit óceánvédelmi szervezet szerint erre a kérdésre nemleges választ kell adni. Az új tanulmányra adott válaszként a konzervatívum nyilatkozatot adott ki, amelyben idézi Ramani Narayanot, a Michigan Állami Egyetem vegyészmérnöki és anyagtudományi professzort: és az alkalmazott folyamatok gazdaságossága. A félig kristályos PET palackok már teljesen újrahasznosíthatók jelenlegi rendszerünkben. ”
Más szavakkal, a fő probléma nem a műanyag lebontása, hanem a műanyag eltávolítása az óceánból. Ehelyett a konzervativitás azt javasolja, hogy tegyenek erőfeszítéseket annak érdekében, hogy a műanyagokat az óceánon kívül tartsák.
Amint Poon beszámol, nem ez az első alkalom, hogy a tudósok érdekes, potenciálisan plasztikus problémamegoldó felfedezéseket tettek. Tavaly a spanyol kutatók bejelentették egy olyan viaszféreg faj felfedezését, amely képes kiürülni egy műanyag zacskóból.
A kutatók azonban optimizmusban gondolják a „mutáns enzimet”. Egy sajtóközlemény szerint most azért dolgoznak, hogy lerövidítsék az enzim műanyagok lebontására fordított idejét. A folyamat felgyorsítása megengedheti a jogszerű nagyszabású felhasználást - és ez azt is jelentheti, hogy a kevesebb műanyag bekerül a környezetbe.
"Azt reméljük, hogy ezt az enzimet arra használjuk, hogy ezt a műanyagot visszaállítsuk az eredeti alkotóelemeire, így szó szerint újrahasznosíthatjuk azt műanyagba" - mondta McGeehan Carringtonnak. "Ez azt jelenti, hogy nem kell több olajat ásni, és alapvetően csökkentenie kell a környezetben lévő műanyag mennyiségét."
