Обнаружен фермент, который разрушает пластик в рекордно короткие сроки

Наука

Немецкие исследователи обнаружили высокоэффективный фермент, который разрушает полиэтилентерефталат (ПЭТ) в рекордно короткие сроки. Фермент PHL7, который исследователи обнаружили на кладбище компоста в Лейпциге, может позволить перерабатывать один из наиболее часто используемых пластмасс в мире намного быстрее, чем предполагалось до сих пор. Исследователи полагают, что это открывает новые возможности для переработки пластмасс.

Пластиковые отходы стали серьезной проблемой. Миллиарды тонн нежелательного пластика накапливаются на свалках. Но помимо свалок, они также присутствуют во всех морях и океанах и стали одним из основных загрязнителей. Они залегают в дикой природе практически без биоразлагаемости и могут так просуществовать сотни лет. Каждый год несколько миллионов тонн пластиковых отходов попадают в реки и прибрежные воды, откуда они продолжают распространяться по всей планете. Движение волн и солнечное излучение заставляют пластиковый мусор постепенно разлагаться на все более мелкие фрагменты, пока из них не образуются едва заметные пятнышки, которые называются микропластиками.

Поэтому ученые уже много лет ищут способ справиться с проблемой загрязняющих окружающую среду пластиковых отходов. Они ищут способ заставить пластмассы разлагаться быстрее. Исследования проводятся в разных направлениях. Часть ученых сосредоточена на ферментах. В недавней публикации, появившейся на страницах журнала » ChemSusChem«исследователи из Лейпцигского университета описали фермент PHL7, который разрушает ПЭТ в рекордные сроки.

Ферменты

Одним из способов использования ферментов в природе является разложение частей растений. В течение некоторого времени было известно, что некоторые ферменты могут также разрушать ПЭТ в их основные компоненты. Ежегодно производится около 70 миллионов тонн этого пластика, подавляющее большинство из которых попадает в природную среду.

  В Японии обнаружили во время раскопок древнеримские монеты

Изучая различные ферменты, исследователи нашли несколько кандидатов, которые могли бы помочь в переработке пластмасс. В прошлом году в Австрии ученые обнаружили в системах пищеварения коров ферменты, которые могут расщеплять пластик, включая ПЭТ.

Однако среди ферментов, обладающих способностью справляться с пластиком, наиболее эффективным считается LCC. Исследователи из Университета Осаки нашли его в 2012 году в компостной куче. Этот фермент эволюционировал, чтобы справляться с защитным покрытием на листьях многих растений, но также неплохо справляется с ПЭТ. Тем не менее, он быстро разрушается при 65 градусах Цельсия, температуре, при которой ПЭТ начинает размягчаться, что позволит ферменту легче и быстрее разрушать пластик. Чтобы исправить это, исследователи ввели в фермент мутации, улучшающие его способность разрушать ПЭТ-пластик и улучшающие его при более высоких температурах.

Открытие на кладбище

Теперь немецкие ученые сообщили об открытии еще более эффективного фермента — PHL7, который разрушал ПЭТ в лаборатории с рекордной скоростью. Команда из Лейпцигского университета обнаружила фермент на кладбище Зюдфридхоф в Лейпциге в образце, взятом из кучи компоста.

Растительный компост является местом обитания термофильных микроорганизмов, которые разрушают растительные полимеры и, следовательно, также могут быть ценным источником ферментов, разрушающих полиэстер. В общей сложности исследователи идентифицировали в кладбищенских образцах семь ферментов, разрушающих растительные полимеры, из которых PHL7 оказался особенно многообещающим.

  Сукцессии

Реальная возможность рециркуляции

Биологическая переработка ПЭТ имеет некоторые преимущества по сравнению с обычными методами переработки, которые в основном основаны на тепловых процессах, в которых пластиковые отходы разлагаются при высоких температурах. Эти процессы очень энергоемки, и качество пластика падает с каждым циклом переработки.

Ферменты для своей работы требуют только водной среды и температуры от 65 до 70 градусов по Цельсию. Другим плюсом является тот факт, что они разбивают ПЭТ на его компоненты: терефталевую кислоту и этиленгликоль, которые затем могут быть повторно использованы для производства нового ПЭТ, что приводит к созданию цикла, обеспечивающего реальную замкнутую экономику. Как признали авторы исследования, полученный таким образом новый ПЭТ обладает свойствами, сопоставимыми с коммерчески производимым ПЭТ. Однако, как признали ученые, биологическая переработка находится в зачаточном состоянии и до сих пор тестировалась только на пилотных заводах.

Исследователи из Лейпцига надеются, что недавно обнаруженный фермент может ускорить превращения в переработку пластмасс, и они ищут промышленных партнеров для этой цели. Они надеются, что PHL7 будет использоваться на практике. Они уверены, что лучшая производительность их фермента значительно снизит затраты на переработку.

Подписка на наши новости:
Science XXI
Adblock
detector