Mokslininkai dar kartą paskelbė apie naują plastiko skaidymo būdą

2024 Autorius: Seth Attwood | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2023-12-16 16:11

Mokslininkai atsitiktinai aptiko medžiagą, kuri per kelias dienas suardo plastiką. Jie planuoja sutelkti savo pastangas į tolimesnius patobulinimus – jau turi idėjų, kaip skilimą pagreitinti 100 kartų.

Mokslininkai sukūrė fermentą, galintį sunaikinti plastiką, ir jis ypač gerai veikia su plastikiniais buteliais. Šis pasiekimas padės susidoroti su didžiuliu plastiko kiekiu, kuris teršia planetą. Jie paskelbė rezultatus žurnale Proceedings of the National Academy of Sciences.

2016 metais Japonijos sąvartyne buvo rasta bakterijų, galinčių sugerti plastiką. Procesas, kuris paprastai trunka šimtmečius, užtruko kelias dienas. Dabar mokslininkams pavyko nustatyti tam naudojamo fermento struktūrą ir jį susintetinti. Kai komanda išbandė fermentą, paaiškėjo, kad gėrimų buteliuose naudojamą polietileno tereftalatą (PET) jis gali susidoroti net geriau nei originalas.

„Paaiškėjo, kad patobulinome fermentą. Buvome šiek tiek šokiruoti “, - sako profesorius Johnas McGehanas iš Portsmuto universiteto JK. – Tai tikras atradimas.

Tai darydami mokslininkai tikisi, kad jiems pavyks jį patobulinti, kad jis veiktų dar greičiau.

„Tikimės panaudoti šį fermentą plastikui suskaidyti į sudedamąsias dalis ir vėl panaudoti plastikui gaminti. Tai reiškia, kad nebebus gaminamos alyvos ir gali būti sumažintas plastiko kiekis aplinkoje“, – pažymi McGeehanas.

Kas minutę pasaulyje parduodama apie milijonas plastikinių butelių. Iš jų apdorojama tik 14 proc. Daugelis likusių patenka į vandenynus, užteršdami net atokiausius kampelius, pakenkdami jūrų gyvūnijai ir, galbūt, jūros gėrybių vartotojams.

„Plastikas yra ypač atsparus skilimui“, – aiškina McGehanas.

Šiandien iš perdirbtų butelių gaminami nepermatomi pluoštai, kurie tampa drabužių ir kilimų medžiaga. Tačiau dėl fermento naudojimo jie gali būti naudojami naujiems plastikiniams buteliams gaminti, todėl nebereikia gaminti daugiau plastiko.

„Turime gyventi su tuo, kad nafta kainuoja mažai, todėl PET gamyba yra pigi“, – sakė McGehanas. – Gamintojams lengviau sukurti daugiau plastiko, nei bandyti jį perdirbti.

Pirmiausia mokslininkai nustatė fermento, kurį gamina bakterijos iš Japonijos, struktūrą. Tam jie panaudojo Diamond sinchrotroną, galintį gaminti galingus rentgeno spindulius, kurie leidžia matyti atskirų atomų struktūrą. Nustatyta, kad fermentas yra panašus į tą, kurią bakterijos dažniausiai naudoja natūralaus polimero katino – vaško, kuris dažnai dengia vaisiaus odą – skaidymui. Manipuliavimas fermentu tiriant jo darbą netyčia pagerino jo gebėjimą skaidyti plastiką.

„Tai nedidelis 20 % pagerėjimas, bet tai ne esmė“, – sako McGehanas. – Tai, kas įvyko, rodo, kad fermentas dar nėra optimizuotas. Tai suteikia mums galimybę panaudoti visas technologijas, kurios per daugelį metų buvo naudojamos kuriant kitus fermentus, ir sukurti fermentą, kuris veikia itin greitai.

Vienas iš galimų patobulinimų – fermento persodinimas į ekstremofilines bakterijas, kurios gali atlaikyti aukštesnę nei 70 °C temperatūrą – jis ištirpsta PET, o išlydytas suyra 10-100 kartų greičiau. Tam tikri grybai taip pat gali prisidėti prie plastiko irimo, tačiau bakterijas lengviau naudoti pramoniniais tikslais.

Bakterijos, kurios šiuo metu vystosi aplinkoje, gali būti naudojamos kitų rūšių plastikui naikinti, sakė McGehanas. Nors didžioji dalis plastiko yra vandenyne, mokslininkai tikisi, kad į šias šiukšlių krūvas bus galima transportuoti plastiku mintančias bakterijas.

„Manau, kad tai labai įdomus darbas, parodantis, kad yra galimybių naudoti fermentus kovojant su augančia atliekų problema“, – sakė chemikas Oliveris Jonesas. „Fermentai yra netoksiški, biologiškai skaidūs ir gali būti gaunami su mikroorganizmų pagalba dideliais kiekiais.

Vaško kandžių lervos gali konkuruoti su bakterijomis – neseniai buvo įrodyta, kad jos gali įspūdingu greičiu sugerti plastiką. Atradimas padarytas atsitiktinai – viena iš tyrėjų, bitininkė mėgėja Federica Bertochini užsiėmė parazitų pašalinimu iš savo avilių korio. Ištrauktus vikšrus Bertochini laikinai sudėjo į įprastą šiukšlių maišą ir po kurio laiko atrado, kad lervų nėra.

Ispanijos biomedicinos ir biotechnologijos instituto mokslininkas Bertochini susidomėjo šiuo reiškiniu ir atliko mokslinį eksperimentą su biochemikais iš Kembridžo. Buvo paimta apie šimtą lervų, įdėta į eilinį plastikinį maišelį, pirktą britų parduotuvėje, ir laukta, kol atsiras skylės. Kaip paaiškėjo, šimtas vikšrų per 12 valandų sugeba susidoroti su 92 mg polietileno.