Vedci opäť oznámili nový spôsob rozkladu plastov

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. Naposledy zmenené: 2023-12-16 16:15

Vedci náhodou našli látku, ktorá rozloží plast za pár dní. Svoje úsilie plánujú zamerať na ďalšie vylepšenia – už teraz majú nápady, ako stonásobne urýchliť rozklad.

Vedci vytvorili enzým, ktorý dokáže zničiť plasty a obzvlášť dobre funguje s plastovými fľašami. Tento úspech pomôže riešiť obrovské množstvo plastov, ktoré znečisťujú planétu. O výsledkoch informovali v časopise Proceedings of the National Academy of Sciences.

V roku 2016 sa na skládke v Japonsku našli baktérie schopné absorbovať plasty. Proces, ktorý zvyčajne trvá storočia, im trval niekoľko dní. Vedcom sa teraz podarilo určiť štruktúru enzýmu, ktorý na to používajú, a syntetizovať ho. Keď tím testoval enzým, ukázalo sa, že je schopný zvládnuť polyetyléntereftalát (PET) používaný vo fľašiach na nápoje ešte lepšie ako originál.

„Ukázalo sa, že sme zlepšili enzým. Boli sme trochu šokovaní, “hovorí profesor John McGehan z University of Portsmouth vo Veľkej Británii. "Toto je skutočný objav."

Vedci pri tom dúfajú, že sa im ho podarí vylepšiť, vďaka čomu bude fungovať ešte rýchlejšie.

„Dúfame, že pomocou tohto enzýmu rozložíme plast na jeho zložky a potom ich znova použijeme na výrobu plastu. To znamená, že sa už nebude ťažiť žiadna ropa a že množstvo plastov v životnom prostredí sa môže znížiť, “poznamenáva McGeehan.

Každú minútu sa na svete predá asi milión plastových fliaš. Len 14 % z nich je spracovaných. Mnohé zo zvyšku skončia v oceánoch, pričom znečisťujú aj tie najodľahlejšie kúty, poškodzujú morský život a – potenciálne – konzumentov morských plodov.

„Plast je extrémne odolný voči degradácii,“vysvetľuje McGehan.

Dnes sa z recyklovaných fliaš vyrábajú nepriehľadné vlákna, ktoré sa stávajú materiálom pre odevy a koberce. Ale vďaka použitiu enzýmu sa dajú použiť na výrobu nových plastových fliaš, čím odpadá potreba vyrábať viac plastov.

„Musíme žiť s tým, že ropa stojí málo, a preto je výroba PET lacná,“povedal McGehan. "Pre výrobcov je jednoduchšie vytvoriť viac plastov, ako sa ich snažiť recyklovať."

Na začiatok vedci identifikovali štruktúru enzýmu produkovaného baktériami z Japonska. Použili na to diamantový synchrotrón, ktorý je schopný produkovať silné röntgenové lúče, vďaka ktorým je možné vidieť štruktúru jednotlivých atómov. Zistilo sa, že enzým je podobný tomu, ktorý baktérie bežne používajú na rozklad prirodzeného polyméru kutínu, vosku, ktorý často pokrýva šupku ovocia. Manipulácia s enzýmom pri štúdiu jeho práce neúmyselne viedla k zlepšeniu jeho schopnosti degradovať plast.

"Je to mierne 20% zlepšenie, ale o to nejde," hovorí McGehan. - To, čo sa stalo, ukazuje, že enzým ešte nebol optimalizovaný. To nám dáva príležitosť využiť všetky technológie, ktoré boli v priebehu rokov použité pri vývoji iných enzýmov, a vytvoriť enzým, ktorý funguje ultrarýchlo.

Jedným z možných vylepšení je transplantácia enzýmu extrémofilným baktériám, ktoré znesú teploty nad 70 °C – roztaví PET a v roztavenej forme sa rozkladá 10-100-krát rýchlejšie. Niektoré huby môžu tiež prispieť k degradácii plastov, ale baktérie sa ľahšie používajú na priemyselné účely.

Baktérie, ktoré sa v súčasnosti vyvíjajú v prostredí, by sa mohli použiť na zabíjanie iných druhov plastov, povedal McGehan. Hoci väčšina plastov je v oceáne, výskumníci dúfajú, že na tieto hromady odpadu bude možné dopraviť baktérie požierajúce plasty.

„Myslím si, že toto je veľmi zaujímavá práca, ktorá ukazuje, že existuje potenciál na použitie enzýmov v boji proti rastúcemu problému s odpadom,“povedal chemik Oliver Jones. "Enzýmy sú netoxické, biologicky odbúrateľné a možno ich získať pomocou mikroorganizmov vo veľkých množstvách."

Larvy molice voskovej môžu konkurovať baktériám – nedávno sa ukázalo, že dokážu absorbovať plast impozantnou rýchlosťou. K objavu došlo náhodou – jedna z výskumníčok, Federica Bertochini, amatérska včelárka, sa zaoberala odstraňovaním parazitov z plástu svojich úľov. Bertochini dočasne vložil extrahované húsenice do bežného vreca na odpadky a po chvíli zistil, že neexistujú žiadne larvy.

Bertochini, výskumník zo Španielskeho inštitútu biomedicíny a biotechnológie, sa o tento fenomén začal zaujímať a uskutočnil vedecký experiment s biochemikmi z Cambridge. Odobralo sa asi sto lariev, ktoré sa umiestnili do obyčajného plastového vrecka zakúpeného v britskom obchode a čakali, kým sa objavia diery. Ako sa ukázalo, sto húseníc si dokáže poradiť s 92 mg polyetylénu za 12 hodín.