Zabudnuté heslo?
Prihlásenie

Rýchlo pôsobiaci enzým dokáže rozložiť plasty už za 24 hodín

Autor:
Roman Mališka
Zverejnené:
28. 4. 2022
Hodnotenie:
Už ste hlasovali.

Myšlienka nasadenia enzýmov na rozklad plastového odpadu naberá na sile. Nová štúdia predstavuje ďalší krok vpred, pričom vedci využili strojové učenie na vytvorenie enzýmu, ktorý rozkladá niektoré formy plastov len za 24 hodín, a to so stabilitou, ktorá ho robí vhodným na rozsiahle použitie.

Vedci skúmajú potenciál enzýmov na pomoc pri recyklácii plastov už viac ako desať rokov, ale za posledných približne šesť rokov sa dosiahol významný pokrok. V roku 2016 výskumníci v Japonsku objavili baktériu, ktorá pomocou enzýmov rozložila PET plasty za niekoľko týždňov. Upravená verzia týchto enzýmov, nazvaná ako PETáza, ďalej zlepšila výkon a v roku 2020 vedci vyvinuli ešte výkonnejšiu verziu, ktorá trávila PET plasty šesťnásobnou rýchlosťou.

Tím z Texaskej univerzity sa rozhodol odstrániť niektoré z doterajších nedostatkov týchto enzýmov. Podľa vedcov brzdila aplikáciu tejto technológie neschopnosť dobre fungovať pri nízkych teplotách a rôznych rozsahoch pH, nedostatočná účinnosť priamo pri riešení nespracovaného plastového odpadu a pomalá rýchlosť reakcie.

Na vyriešenie týchto problémov tím vyvinul model strojového učenia, ktorý by dokázal predpovedať, ktoré mutácie v enzýme PETáza mu tieto schopnosti umožnia. To zahŕňalo dôkladné štúdium celého radu plastových výrobkov z PET, vrátane nádob, fliaš na vodu a tkanín a následné použitie modelu na návrh a konštrukciu nového a vylepšeného enzýmu nazvaného ako FAST-PETáza (Funkčná, Aktívna, Stabilná a Tolerantná PETáza).

Tento novovytvorený enzým sa ukázal ako vynikajúci pri rozkladaní PET plastov pri teplotách od 30 do 50 stupňov Celzia a pri rôznych úrovniach pH. V priebehu jedného týždňa dokázal takmer úplne rozložiť 51 rôznych neupravených PET výrobkov a v niektorých experimentoch rozložil plasty už za 24 hodín. Vedci tiež demonštrovali proces recyklácie PET v uzavretom cykle, v ktorom sa FAST-PETáza použila na rozklad plastov a potom sa získané monoméry použili na chemickú rekonštrukciu materiálu.

Vďaka schopnosti rýchlo rozkladať plastový odpad po spotrebovaní pri nízkych teplotách výskumníci veria, že sa im podarilo dosiahnuť techniku, ktorá je prenosná, cenovo dostupná a dá sa použiť v priemyselnom meradle. Na túto technológiu podali patent a dúfajú, že sa bude využívať na skládkach a v znečistených oblastiach.

Výskum bol publikovaný v magazíne Nature, pričom prehľad o tomto prelomovom objavu ponúka video na začiatku článku alebo TU.