През 2016 г., след като прекараха пет години в търсене на купчини отпадъци, японските изследователи откриха щам бактерии, които естествено се развиват, за да се хранят далеч от полиетилен терефталат, обичайната пластмаса, известна като PET или полиестер.
Както Smithsonian.com съобщава по това време, новите бактерии могат да разграждат PET до много по-малки съединения. Откритието беше обещаваща стъпка към решение на световния пластмасов проблем.
Сега учени от Портсмутския университет във Великобритания и Националната лаборатория за възобновяема енергия на Министерството на енергетиката на САЩ направиха нов пробив. Докато изучават структурата на ензим, открит в тази бактерия, изследователите случайно са създали „мутант ензим“, който може да разгради пластмасата в рамките на няколко дни.
Този щастлив инцидент позволява пълното рециклиране на бутилките до първоначалния им вид, съобщава Дамиан Карингтън от Guardian . Изследователите подробно описват резултатите си в проучване, публикувано по-рано този месец в Proceedings of National Academy of Sciences .
Полиетилентерефталатът е здрава, но лека пластмаса. Нарича се полиестер, когато се използва за тъкани и влакна, но PET, когато се използва в бутилки, буркани, контейнери и опаковки, според PETRA, отрасловата асоциация, представляваща производители на PET от Северна Америка.
Както съобщава Linda Poon за CityLab, всяка минута се произвежда един милион пластмасови бутилки и по-голямата част от тях - около 90 процента - се озовава в депа, океани и паркове, вместо да бъде рециклирана. Може да отнеме векове, за да се разгради естествено PET. Това, което се рециклира, обикновено се използва в текстил, като дрехи или килими.
Както Карингтън съобщава, екипът от изследователи, ръководен от професора от Портсмутския университет Джон Макгиън, първоначално искаше само да настрои ензима, за да види как еволюира. Те започнаха с намирането на точната структура на ензима на бактериите, след което използваха рентгенова технология за изследване на отделните атоми.
Те открили, че структурата изглежда подобна на тази, която се е развила, за да разгради естествен полимер, наречен cutin, който образува восъчно, водоотблъскващо покритие за много растения. При опипване на ензима за изследване на това сходство, те случайно попаднаха на съединение, което може да разгради пластмасата с 20 процента по-ефективно.
„Това, което всъщност се оказа, беше, че подобрихме ензима, което беше малко шок“, казва Макгийън пред Карингтън.
Близък план на новосъздаден ензим разграждащ PET пластмаса. (Денис Шрьодер / NREL) Както изследванията показват отново и отново, пластмасите са непрекъснато нарастващ проблем за световните океани. Изследване от 2015 г. установи, че приблизително осем милиона тона пластмаси навлизат в океана всяка година, съобщава National Geographic по това време. И цялата тази пластмаса е пагубна за дивата природа. Много морски птици и други морски животни се подстригват на цветните късчета, като бъркат пластмасата за храна.
Това означава, че потенциалното решение на нашия проблем с пластмасите може да бъде голямо развитие. Но може ли мутантният ензим наистина да реши този проблем?
Според Вашингтонската организация с нестопанска цел на Ocean Conservancy, отговорът на този въпрос е не. В отговор на новото проучване консерваторът пусна изявление, в което цитира Рамани Нараян, професор по химическо инженерство и материалознание в Мичиганския държавен университет: „Проблемът не е в„ технологията “за повторна употреба на ПЕТ или демонтаж в съставните му части, а за възстановяване и икономия на използваните процеси. Полукристални PET бутилки вече са напълно рециклируеми в нашите сегашни системи. "
С други думи, основният проблем е не разграждането на пластмасата, а отстраняването на пластмасата от океана. Вместо това консервативността предлага да се положат усилия за запазване на пластмасите извън океана на първо място.
Както съобщава Пуун, това не е първият път, в който учените са направили интересни, потенциално пластични открития за решаване на проблеми. Миналата година изследователите в Испания обявиха откриването на вид восъчен червей, който може да изяде пътя си от найлонов плик.
Въпреки това, изследователите са оптимистични по отношение на техния "мутант ензим". Според съобщение в пресата те сега работят за съкращаване на времето, необходимо на ензима за разграждане на пластмасите. Ускоряването на процеса може да позволи законно широкомащабно използване - и може да означава, че по-малко пластмаса ще пробие в околната среда на първо място.
"Това, което се надяваме да направим, е да използваме този ензим, за да превърнем тази пластмаса обратно в нейните оригинални компоненти, така че можем буквално да я рециклираме обратно в пластмасата", казва Макгийън на Карингтън. „Това означава, че няма да е необходимо да копаем повече нефт и по същество трябва да намалим количеството пластмаса в околната среда“.
