Фермент, который разрушает пластик за 24 часа: будущее переработки
Ученые исследуют потенциал ферментов для переработки пластмасс уже более десяти лет, но за последние шесть лет им удалось достичь значительных успехов. В 2016 году исследователи в Японии обнаружили бактерию, которая использовала ферменты для разрушения ПЭТ-пластика в течение нескольких недель.
Затем ученые усовершенствовали эти природные вещества, создав PETase (ПЭТазу). Это синтетическое вещество имело еще большую производительность. А в 2020 году ученые разработали еще более мощную версию фермента, которая могла утилизировать ПЭТ-пластик в шесть раз быстрее.
Новый фермент для переработки пластика
Команда из Техасского университета решила устранить некоторые недостатки этих ферментов, о которых до сих пор сообщали японские исследователи. По словам ученых, применение технологии сдерживается ее неспособностью хорошо функционировать при низких температурах и различных диапазонах рН, недостаточной эффективностью при непосредственном обращении с необработанными пластиковыми отходами и медленной скоростью реакции.
Чтобы решить эти проблемы, американские ученые разработали модель машинного обучения, которая могла бы показать, какие мутации в ферменте ПЕТазы решат его недостатки. Для этого авторы провели тщательный анализ некоторых изделий из пластика ПЭТ — по большей части сегодня это бутылки для воды, молока и масла.
Созданный по «предсказаниям» нейросети фермент смог очень эффективно разрушать ПЭТ-пластмассы при температурах от 30 до 50 ° C и в большом диапазоне рН. Он был способен почти полностью разлагать 51 различный продукт из этого вида пластика в течение недели, а в некоторых экспериментах разрушал пластмассы всего за 24 часа. Ученые также продемонстрировали процесс переработки ПЭТ с замкнутым циклом, в котором новый фермент (его, кстати, назвали FAST-PETase — функциональная, активная, стабильная и толерантная ПЕТаза) использовался для разрушения пластмасс, а затем восстановленные мономеры использовались для химической реконструкции материала.
ПЭТ-пластика будет появляться только больше, но переработать его не так-то просто. К счастью, помочь сделать это может новый «быстрый» фермент, который буквально переваривает эту пластмассу