Οι επιστήμονες ανακοίνωσαν για άλλη μια φορά έναν νέο τρόπο αποσύνθεσης του πλαστικού

2024 Συγγραφέας: Seth Attwood | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2023-12-16 16:02

Οι επιστήμονες βρήκαν κατά λάθος μια ουσία που αποσυνθέτει το πλαστικό σε λίγες μέρες. Σκοπεύουν να επικεντρώσουν τις προσπάθειές τους σε περαιτέρω βελτιώσεις - έχουν ήδη ιδέες για το πώς να επιταχύνουν την αποσύνθεση κατά 100.

Οι επιστήμονες δημιούργησαν ένα ένζυμο που μπορεί να καταστρέψει το πλαστικό και λειτουργεί ιδιαίτερα καλά με τα πλαστικά μπουκάλια. Αυτό το επίτευγμα θα βοηθήσει στην αντιμετώπιση της τεράστιας ποσότητας πλαστικού που μολύνει τον πλανήτη. Ανέφεραν τα αποτελέσματα στο περιοδικό Proceedings of the National Academy of Sciences.

Το 2016, βακτήρια ικανά να απορροφούν πλαστικό βρέθηκαν σε χώρο υγειονομικής ταφής στην Ιαπωνία. Η διαδικασία, που συνήθως διαρκεί αιώνες, τους πήρε λίγες μέρες. Τώρα οι επιστήμονες κατάφεραν να προσδιορίσουν τη δομή του ενζύμου που χρησιμοποιούν για αυτό και να το συνθέσουν. Όταν η ομάδα δοκίμασε το ένζυμο, αποδείχθηκε ότι ήταν σε θέση να χειριστεί το τερεφθαλικό πολυαιθυλένιο (PET) που χρησιμοποιείται στα μπουκάλια ποτών ακόμα καλύτερα από το αρχικό.

«Αποδείχθηκε ότι βελτιώσαμε το ένζυμο. Ήμασταν λίγο σοκαρισμένοι», λέει ο καθηγητής John McGehan του Πανεπιστημίου του Portsmouth στο Ηνωμένο Βασίλειο. «Αυτή είναι μια πραγματική ανακάλυψη».

Με αυτόν τον τρόπο, οι ερευνητές ελπίζουν ότι θα μπορέσουν να το βελτιώσουν, κάνοντάς το να λειτουργεί ακόμα πιο γρήγορα.

«Ελπίζουμε να χρησιμοποιήσουμε αυτό το ένζυμο για να διασπάσουμε το πλαστικό στα συστατικά του και στη συνέχεια να τα χρησιμοποιήσουμε ξανά για να φτιάξουμε πλαστικό. Αυτό σημαίνει ότι δεν θα υπάρχει άλλο λάδι για παραγωγή και ότι η ποσότητα πλαστικού στο περιβάλλον μπορεί να μειωθεί», σημειώνει ο McGeehan.

Περίπου ένα εκατομμύριο πλαστικά μπουκάλια πωλούνται κάθε λεπτό στον κόσμο. Μόνο το 14% από αυτά υποβάλλονται σε επεξεργασία. Πολλά από τα υπόλοιπα καταλήγουν στους ωκεανούς, μολύνοντας ακόμη και τις πιο απομακρυσμένες γωνιές, βλάπτοντας τη θαλάσσια ζωή και - ενδεχομένως - τους καταναλωτές θαλασσινών.

«Το πλαστικό είναι εξαιρετικά ανθεκτικό στην υποβάθμιση», εξηγεί ο McGehan.

Σήμερα, τα μπουκάλια που έχουν ανακυκλωθεί χρησιμοποιούνται για την παραγωγή αδιαφανών ινών που γίνονται υλικό για ρούχα και χαλιά. Αλλά χάρη στη χρήση ενός ενζύμου, μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την κατασκευή νέων πλαστικών μπουκαλιών, εξαλείφοντας την ανάγκη παραγωγής περισσότερου πλαστικού.

«Πρέπει να ζήσουμε με το γεγονός ότι το πετρέλαιο κοστίζει λίγο, γι' αυτό η παραγωγή PET είναι φθηνή», είπε ο McGehan. «Είναι πιο εύκολο για τους κατασκευαστές να δημιουργήσουν περισσότερο πλαστικό παρά να προσπαθήσουν να το ανακυκλώσουν».

Αρχικά, οι ερευνητές εντόπισαν τη δομή ενός ενζύμου που παράγεται από βακτήρια από την Ιαπωνία. Για να γίνει αυτό, χρησιμοποίησαν το Diamond synchrotron, το οποίο είναι ικανό να παράγει ισχυρές ακτίνες Χ, γεγονός που καθιστά δυνατή την προβολή της δομής μεμονωμένων ατόμων. Το ένζυμο βρέθηκε να είναι παρόμοιο με αυτό που χρησιμοποιούν συνήθως τα βακτήρια για τη διάσπαση του φυσικού πολυμερούς κυτίνης, του κεριού που συχνά καλύπτει το δέρμα του φρούτου. Ο χειρισμός του ενζύμου κατά τη μελέτη της δουλειάς του είχε ως αποτέλεσμα ακούσια βελτίωση της ικανότητάς του να υποβαθμίζει το πλαστικό.

"Είναι μια μέτρια βελτίωση 20%, αλλά δεν είναι αυτό το θέμα", λέει ο McGehan. - Αυτό που συνέβη δείχνει ότι το ένζυμο δεν έχει ακόμη βελτιστοποιηθεί. Αυτό μας δίνει την ευκαιρία να χρησιμοποιήσουμε όλες τις τεχνολογίες που έχουν χρησιμοποιηθεί στην ανάπτυξη άλλων ενζύμων όλα αυτά τα χρόνια και να δημιουργήσουμε ένα ένζυμο που λειτουργεί εξαιρετικά γρήγορα».

Μία από τις πιθανές βελτιώσεις είναι η μεταμόσχευση του ενζύμου σε ακραιόφιλα βακτήρια που αντέχουν σε θερμοκρασίες πάνω από 70 ° C - λιώνει το PET και σε λιωμένη μορφή αποσυντίθεται 10-100 φορές πιο γρήγορα. Ορισμένοι μύκητες μπορούν επίσης να συμβάλουν στην αποικοδόμηση του πλαστικού, αλλά τα βακτήρια είναι πιο εύκολο να χρησιμοποιηθούν για βιομηχανικούς σκοπούς.

Τα βακτήρια που εξελίσσονται επί του παρόντος στο περιβάλλον θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν για να σκοτώσουν άλλους τύπους πλαστικού, είπε ο McGehan. Αν και το μεγαλύτερο μέρος του πλαστικού βρίσκεται στον ωκεανό, οι ερευνητές ελπίζουν ότι θα είναι δυνατή η μεταφορά βακτηρίων που τρώνε πλαστικά σε αυτούς τους σωρούς συντριμμιών.

«Νομίζω ότι αυτό είναι ένα πολύ ενδιαφέρον έργο που δείχνει ότι υπάρχει δυνατότητα χρήσης ενζύμων για την καταπολέμηση του αυξανόμενου προβλήματος των αποβλήτων», δήλωσε ο χημικός Oliver Jones. «Τα ένζυμα είναι μη τοξικά, βιοδιασπώμενα και μπορούν να ληφθούν με τη βοήθεια μικροοργανισμών σε μεγάλες ποσότητες».

Οι προνύμφες του κηρόσκωρου μπορούν να ανταγωνιστούν τα βακτήρια - πρόσφατα αποδείχθηκε ότι μπορούν να απορροφούν πλαστικό με εντυπωσιακό ρυθμό. Η ανακάλυψη έγινε τυχαία - μια από τις ερευνήτριες, η Federica Bertochini, ερασιτέχνης μελισσοκόμος, ασχολήθηκε με την αφαίρεση παρασίτων από την κηρήθρα των κυψελών της. Ο Bertochini έβαλε προσωρινά τις εκχυλισμένες κάμπιες σε μια κανονική σακούλα σκουπιδιών και μετά από λίγο ανακάλυψε ότι δεν υπήρχαν προνύμφες.

Ο Μπερτοτσίνι, ερευνητής στο Ισπανικό Ινστιτούτο Βιοϊατρικής και Βιοτεχνολογίας, ενδιαφέρθηκε για το φαινόμενο και πραγματοποίησε ένα επιστημονικό πείραμα με βιοχημικούς από το Κέμπριτζ. Περίπου εκατό προνύμφες ελήφθησαν, τοποθετήθηκαν σε μια συνηθισμένη πλαστική σακούλα που αγοράστηκε σε ένα βρετανικό κατάστημα και περίμεναν να εμφανιστούν οι τρύπες. Όπως αποδείχθηκε, εκατό κάμπιες είναι σε θέση να αντιμετωπίσουν 92 mg πολυαιθυλενίου σε 12 ώρες.