Znanstveniki so znova napovedali nov način razgradnje plastike

2024 Avtor: Seth Attwood | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2023-12-16 16:16

Znanstveniki so po naključju našli snov, ki v nekaj dneh razgradi plastiko. Svoja prizadevanja nameravajo usmeriti v nadaljnje izboljšave – že imajo ideje, kako bi razgradnjo pospešili za faktor 100.

Znanstveniki so ustvarili encim, ki lahko uniči plastiko, še posebej dobro pa deluje s plastičnimi steklenicami. Ta dosežek bo pomagal pri spopadanju z ogromno količino plastike, ki onesnažuje planet. O rezultatih so poročali v reviji Proceedings of the National Academy of Sciences.

Leta 2016 so na odlagališču na Japonskem našli bakterije, ki lahko absorbirajo plastiko. Postopek, ki običajno traja stoletja, je trajal nekaj dni. Zdaj so znanstveniki uspeli določiti strukturo encima, ki ga uporabljajo za to, in ga sintetizirati. Ko je ekipa testirala encim, se je izkazalo, da zmore s polietilen tereftalatom (PET), ki se uporablja v steklenicah za pijačo, celo bolje kot original.

»Izkazalo se je, da smo izboljšali encim. Bili smo malo šokirani, «pravi profesor John McGehan z univerze v Portsmouthu v Združenem kraljestvu. "To je pravo odkritje."

Raziskovalci pri tem upajo, da jih bodo lahko izboljšali in tako delovali še hitreje.

Upamo, da bomo s tem encimom razgradili plastiko na njene sestavine in jih nato ponovno uporabili za izdelavo plastike. To pomeni, da se nafte ne bo več proizvajalo in da se lahko zmanjša količina plastike v okolju,« ugotavlja McGeehan.

Vsako minuto se na svetu proda približno milijon plastičnih steklenic. Le 14 % jih je predelanih. Veliko preostalih konča v oceanih in onesnaži celo najbolj oddaljene kotičke ter škodi morskemu življenju in – potencialno – potrošnikom morske hrane.

"Plastika je izjemno odporna na degradacijo," pojasnjuje McGehan.

Danes se reciklirane steklenice uporabljajo za proizvodnjo neprozornih vlaken, ki postanejo material za oblačila in preproge. Toda zahvaljujoč uporabi encima jih je mogoče uporabiti za izdelavo novih plastičnih steklenic, kar odpravlja potrebo po proizvodnji več plastike.

"Živeti moramo z dejstvom, da nafta stane malo, zato je proizvodnja PET poceni," je dejal McGehan. "Proizvajalcem je lažje ustvariti več plastike, kot pa jo poskušati reciklirati."

Za začetek so raziskovalci identificirali strukturo encima, ki ga proizvajajo bakterije iz Japonske. Za to so uporabili diamantni sinhrotron, ki je sposoben proizvajati močne rentgenske žarke, s katerimi je mogoče videti strukturo posameznih atomov. Ugotovljeno je bilo, da je encim podoben tistemu, ki ga bakterije običajno uporabljajo za razgradnjo naravnega polimera cutin, voska, ki pogosto prekriva lupino sadja. Manipulacija z encimom med preučevanjem njegovega dela je nehote povzročila izboljšanje njegove sposobnosti razgradnje plastike.

"Gre za skromnih 20-odstotnih izboljšav, vendar to ni bistvo," pravi McGehan. - To, kar se je zgodilo, kaže, da encim še ni optimiziran. To nam daje priložnost, da uporabimo vse tehnologije, ki so bile v preteklih letih uporabljene pri razvoju drugih encimov, in ustvarimo encim, ki deluje izjemno hitro.

Ena od možnih izboljšav je presaditev encima v ekstremofilne bakterije, ki prenesejo temperature nad 70 °C – tali PET, v staljeni obliki pa se razgradi 10-100-krat hitreje. Nekatere glive lahko prispevajo tudi k razgradnji plastike, vendar je bakterije lažje uporabiti za industrijske namene.

Bakterije, ki se trenutno razvijajo v okolju, bi lahko uporabili za ubijanje drugih vrst plastike, je dejal McGehan. Čeprav je večina plastike v oceanu, raziskovalci upajo, da bo mogoče prenašati bakterije, ki jedo plastiko, na te kupe odpadkov.

"Mislim, da je to zelo zanimivo delo, ki kaže, da obstaja potencial za uporabo encimov za boj proti naraščajočemu problemu odpadkov," je dejal kemik Oliver Jones. "Encimi so nestrupeni, biološko razgradljivi in jih je mogoče pridobiti s pomočjo mikroorganizmov v velikih količinah."

Ličinke voščenega molja lahko tekmujejo z bakterijami – nedavno se je izkazalo, da lahko z impresivno hitrostjo absorbirajo plastiko. Do odkritja je prišlo po naključju - ena od raziskovalk Federica Bertochini, ljubiteljska čebelarka, se je ukvarjala z odstranjevanjem parazitov iz satja svojih panjev. Bertochini je izvlečene gosenice začasno dal v običajno vrečo za smeti in čez nekaj časa ugotovil, da ni ličink.

Bertochini, raziskovalec na španskem inštitutu za biomedicino in biotehnologijo, se je začel zanimati za pojav in izvedel znanstveni eksperiment z biokemiki iz Cambridgea. Vzeli so približno sto ličink, jih dali v navadno plastično vrečko, kupljeno v britanski trgovini, in počakali, da se pojavijo luknje. Kot se je izkazalo, se sto gosenic v 12 urah lahko spopade z 92 mg polietilena.