Egy napon belül lebontja a műanyagokat egy gyors hatású enzim
A műanyaghulladék lebontására szolgáló enzimek alkalmazási technológiája rohamosan fejlődik: gépi tanulás segítségével nemrégiben olyan vegyszert alkottak meg, ami 24 óra alatt képes lebontani a káros anyagokat.
Unsplash
Tudósok már több mint egy évtizede vizsgálják az enzimekben rejlő lehetőségeket a műanyagok újrahasznosításának elősegítésére, az elmúlt mintegy hat évben pedig jelentős előrelépések történtek.
2016-ban japán kutatók olyan baktériumot találtak, amely enzimek segítségével hetek alatt lebontotta a PET műanyagokat. Ezeknek az enzimeknek egy PETáznak nevezett, módosított változata tovább javította a teljesítményt, 2020-ban pedig azt láttuk, hogy a tudósok kifejlesztettek egy még erősebb változatot, amely hatszoros sebességgel emésztette fel a PET műanyagokat.
A Texasi Egyetem kutatócsapata azt tűzte ki célul, hogy orvosolja ezen enzimek eddigi hiányosságait. A tudósok szerint a technológia alkalmazását hátráltatta, hogy nem képes jól működni alacsony hőmérsékleten és különböző pH-tartományokban, ezenkívül nem volt hatékony a műanyaghulladék közvetlen kezelése, valamint a reakciósebesség is lassúnak bizonyult.
Ezen problémák megoldására egy gépi tanulási modellt fejlesztettek ki, amely képes megjósolni, hogy a PETáz enzim mely mutációi biztosítják a hasznos képességeket. Főként PET műanyagterméket, köztük edényeket, vizes palackokat és szöveteket vizsgáltak meg alaposan, majd a modell segítségével egy új, továbbfejlesztett, FAST-PETáz nevű enzimet terveztek és alakítottak ki.
Ez az újonnan létrehozott enzim 30 és 50 °C közötti hőmérsékleten és különböző pH-szinteken kiválóan bontja a PET műanyagokat. Egy hét alatt 51 különböző kezeletlen PET-terméket képes volt szinte teljesen lebontani, egyes kísérletekben a műanyagokat 24 óra alatt komponenseire szedte szét.
Azzal, hogy a kutatók alacsony hőmérsékleten képesek viszonylag gyorsan lebontani a műanyaghulladékot, úgy gondolják, hogy olyan technikát találtak, amely hordozható, megfizethető és ipari méretekben is alkalmazható. Szabadalmat nyújtottak be a technológiára, és abban reménykednek, hogy a hulladéklerakókban és a szennyezett területeken is alkalmazni tudják majd.
