Podczas gdy coraz więcej ludzi próbuje żyć bez plastiku, wszyscy wiemy, że całkowite wyeliminowanie plastiku z dnia na dzień może być trudne.
Chociaż plastik może być wygodny, jego degradacja może zająć setki lat, co jest straszne dla środowiska. Dlatego wiadomości napływające z Teksasu dają nadzieję, że nawet jeśli nie uda nam się całkowicie wyeliminować plastiku, istnieją sposoby na jego szybkie rozbicie.
W nowym badaniu opublikowanym w Nature inżynierowie z University of Texas w Austin dzielą się tworzeniem ultraszybkiego enzymu, który rozkłada plastik. Wariant enzymatyczny działa tak dobrze, że często rozkłada plastik w ciągu kilku godzin lub dni. Prace koncentrują się na PET, polimerze powszechnie występującym w większości opakowań, który stanowi 12% globalnych odpadów.
PETaza, enzym zjadający plastik, został po raz pierwszy odkryty w japońskim składowisku odpadów w 2016 roku. Od tego czasu naukowcy na całym świecie pracują nad wykorzystaniem tego dzikiego enzymu i manipulowaniem nim w celu poprawy jego funkcjonalności. I wydaje się, że inżynierowie z Teksasu właśnie to zrobili.
Czytaj: 77-letnia mieszkanka Teksasu o mały włos nie zginęła podczas robienia pamiątkowej fotografii!
Nazwali swój wariant enzymu FAST-PETaza. Aby stworzyć ten wariant, naukowcy wykorzystali sztuczną inteligencję do wygenerowania mutacji naturalnej PETazy. Zastosowany model pomógł przewidzieć, które mutacje szybko rozłożą plastik konsumencki w niskich temperaturach. Wykorzystując tę wiedzę, byli w stanie wyprodukować tę FAST-PETase.
Sztuczna inteligencja zaprojektowała sztuczny enzym na podstawie naturalnego, pozwalającego niektórym bakteriom na rozkładanie plastiku. Z nowym enzymem naukowcom udało się rozłożyć plastik w czasie od kilku godzin do jednego dnia. Co więcej, później odzyskali wyjściowe tworzywo.
„Praca ta naprawdę pokazuje moc, jaka wynika z połączenia różnych dyscyplin – od syntetycznej biologii, przez inżynierię chemiczną, po sztuczną inteligencję” – podkreśla prof. Andrew Ellington kierujący zespołem zajmującym się sztuczną inteligencją.
„Możliwości wykorzystania tego najnowocześniejszego procesu recyklingu w różnych branżach są nieograniczone” — mówi Hal Alper, profesor na Wydziale Inżynierii Chemicznej McKetta w UT Austin.
„Oprócz oczywistej branży gospodarowania odpadami, zapewnia to również korporacjom z każdego sektora możliwość objęcia wiodącej roli w recyklingu swoich produktów. Dzięki tym bardziej zrównoważonym podejściom enzymatycznym możemy zacząć wyobrażać sobie prawdziwą gospodarkę o obiegu zamkniętym z tworzyw sztucznych” – dodał.
Koniecznie zajrzyj na f7.pl
Podczas gdy naukowcy badali enzymy zjadające plastik od ponad dekady, nikt nie był w stanie wymyślić, jak stworzyć enzym, który działałby w niskich temperaturach potrzebnych do ich skutecznego transportu i uczynienia ich przystępnymi na dużą skalę. To właśnie sprawia, że FAST-PETase jest rewolucyjny, ponieważ zaczyna rozkładać plastik w temperaturze poniżej 50°C (122°F).
Naukowcy FAST-PETase zgłosili już do urzędu patentowego i teraz rozpoczną prace nad zwiększeniem produkcji enzymów. Wysypiska śmieci i przemysł wytwarzający duże ilości odpadów to oczywiste cele do wykorzystania.
„Rozważając zastosowania związane z oczyszczaniem środowiska, potrzebny jest enzym, który może działać w środowisku w temperaturze otoczenia. To wymaganie, w którym nasza technologia będzie miała ogromną przewagę w przyszłości” – wyjaśnia Alper.
Czytaj: 75% ludzi chce zakazu używania plastiku jednorazowego użytku
