Forskare har återigen tillkännagett ett nytt sätt att sönderfalla plast

2024 Författare: Seth Attwood | [email protected]. Senast ändrad: 2023-12-16 16:17

Forskare hittade av misstag ett ämne som bryter ner plast på några dagar. De planerar att fokusera sina ansträngningar på ytterligare förbättringar – de har redan idéer om hur man kan påskynda nedbrytningen med en faktor 100.

Forskare har skapat ett enzym som kan förstöra plast, och det fungerar särskilt bra med plastflaskor. Denna prestation kommer att hjälpa till att ta itu med den enorma mängd plast som förorenar planeten. De rapporterade resultaten i tidskriften Proceedings of the National Academy of Sciences.

2016 hittades bakterier som kan absorbera plast på en soptipp i Japan. Processen, som vanligtvis tar århundraden, tog dem några dagar. Nu har forskare lyckats bestämma strukturen på enzymet som de använder för detta och syntetisera det. När teamet testade enzymet visade det sig kunna hantera polyetylentereftalat (PET) som används i dryckesflaskor ännu bättre än originalet.

”Det visade sig att vi förbättrade enzymet. Vi blev lite chockade, säger professor John McGehan vid University of Portsmouth i Storbritannien. "Det här är en riktig upptäckt."

Därmed hoppas forskarna att de ska kunna förbättra det så att det fungerar ännu snabbare.

Vi hoppas kunna använda detta enzym för att bryta ner plast till dess beståndsdelar och sedan använda dem igen för att göra plast. Det innebär att det inte blir mer olja att producera och att mängden plast i miljön kan minskas, konstaterar McGeehan.

Omkring en miljon plastflaskor säljs varje minut i världen. Endast 14 % av dem bearbetas. Många av resten hamnar i haven, förorenar även de mest avlägsna hörnen, skadar det marina livet och - potentiellt - konsumenterna av skaldjur.

"Plasten är extremt motståndskraftig mot nedbrytning", förklarar McGehan.

Idag används flaskor som har återvunnits för att producera ogenomskinliga fibrer som blir material för kläder och mattor. Men tack vare användningen av ett enzym kan de användas för att göra nya plastflaskor, vilket eliminerar behovet av att producera mer plast.

"Vi måste leva med det faktum att olja kostar lite, vilket är anledningen till att PET-produktion är billig," sa McGehan. "Det är lättare för tillverkare att skapa mer plast än att försöka återvinna den."

Till att börja med identifierade forskarna strukturen hos ett enzym som produceras av bakterier från Japan. För att göra detta använde de diamantsynkrotronen, som är kapabel att producera kraftfulla röntgenstrålar, vilket gör det möjligt att se strukturen hos enskilda atomer. Enzymet visade sig likna det som bakterier vanligtvis använder för att bryta ner den naturliga polymeren cutin, vaxet som ofta täcker fruktens skal. Manipuleringen av enzymet medan man studerade dess arbete resulterade oavsiktligt i en förbättring av dess förmåga att bryta ned plast.

"Det är en blygsam 20% förbättring, men det är inte poängen", säger McGehan. – Det som hände visar att enzymet ännu inte har optimerats. Detta ger oss möjlighet att använda all teknik som har använts i utvecklingen av andra enzymer genom åren och skapa ett enzym som fungerar ultrasnabbt.”

En av de möjliga förbättringarna är att transplantera enzymet till extremofila bakterier som tål temperaturer över 70 ° C - det smälter PET, och i smält form sönderfaller det 10-100 gånger snabbare. Vissa svampar kan också bidra till plastisk nedbrytning, men bakterier är lättare att använda för industriella ändamål.

Bakterier som för närvarande utvecklas i miljön kan användas för att döda andra typer av plast, sa McGehan. Även om det mesta av plasten finns i havet hoppas forskarna att det ska vara möjligt att transportera plastätande bakterier till dessa skräphögar.

"Jag tycker att det här är ett mycket intressant arbete som visar att det finns potential att använda enzymer för att bekämpa det växande avfallsproblemet", säger kemisten Oliver Jones. "Enzymer är giftfria, biologiskt nedbrytbara och kan erhållas med hjälp av mikroorganismer i stora mängder."

Vaxmallarver kan konkurrera med bakterier – de har nyligen visat sig kunna absorbera plast i en imponerande hastighet. Upptäckten gjordes av en slump - en av forskarna, Federica Bertochini, en amatörbiodlare, var engagerad i att ta bort parasiter från honungskakan i hennes bikupor. Bertochini lade tillfälligt de utvunna larverna i en vanlig soppåse och upptäckte efter ett tag att det inte fanns några larver.

Bertochini, forskare vid det spanska institutet för biomedicin och bioteknik, blev intresserad av fenomenet och genomförde ett vetenskapligt experiment med biokemister från Cambridge. Ett hundratal larver togs, lades i en vanlig plastpåse köpt i en brittisk butik och väntade på att hålen skulle dyka upp. Som det visade sig klarar hundra larver 92 mg polyeten på 12 timmar.