دانشمندان بار دیگر از روش جدیدی برای تجزیه پلاستیک خبر دادند

2024 نویسنده: Seth Attwood | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2023-12-16 16:03

دانشمندان به طور تصادفی ماده ای را پیدا کردند که ظرف چند روز پلاستیک را تجزیه می کند. آنها قصد دارند تلاش خود را بر روی بهبودهای بیشتر متمرکز کنند - آنها از قبل ایده هایی در مورد چگونگی سرعت بخشیدن به تجزیه تا 100 درصد دارند.

دانشمندان آنزیمی ساخته اند که می تواند پلاستیک را از بین ببرد و به ویژه با بطری های پلاستیکی کار می کند. این دستاورد به مقابله با حجم عظیم پلاستیکی که سیاره زمین را آلوده می کند کمک می کند. آنها نتایج را در مجله Proceedings of the National Academy of Sciences گزارش کردند.

در سال 2016، باکتری هایی با قابلیت جذب پلاستیک در یک محل دفن زباله در ژاپن یافت شدند. پروسه ای که معمولاً قرن ها طول می کشد، چند روز طول کشید. اکنون دانشمندان موفق شده اند ساختار آنزیمی را که برای این کار استفاده می کنند، تعیین کرده و آن را سنتز کنند. هنگامی که تیم آنزیم را آزمایش کرد، مشخص شد که می تواند پلی اتیلن ترفتالات (PET) مورد استفاده در بطری های نوشیدنی را حتی بهتر از نمونه اصلی کنترل کند.

"معلوم شد که ما آنزیم را بهبود بخشیم. پروفسور جان مک‌گیهان از دانشگاه پورتسموث در بریتانیا می‌گوید: ما کمی شوکه شدیم. "این یک کشف واقعی است."

با انجام این کار، محققان امیدوارند که بتوانند آن را بهبود بخشند و حتی سریعتر کار کنند.

ما امیدواریم که از این آنزیم برای تجزیه پلاستیک به اجزای تشکیل دهنده آن و سپس استفاده مجدد از آنها برای ساخت پلاستیک استفاده کنیم. مک‌گیهان خاطرنشان می‌کند که این بدان معناست که دیگر نفتی برای تولید وجود نخواهد داشت و می‌توان میزان پلاستیک موجود در محیط را کاهش داد.

در هر دقیقه حدود یک میلیون بطری پلاستیکی در جهان فروخته می شود. فقط 14 درصد از آنها پردازش می شوند. بسیاری از بقیه به اقیانوس‌ها ختم می‌شوند و حتی دورافتاده‌ترین نقاط را آلوده می‌کنند و به حیات دریایی و - به طور بالقوه - مصرف‌کنندگان غذاهای دریایی آسیب می‌رسانند.

McGehan توضیح می دهد: "پلاستیک در برابر تخریب بسیار مقاوم است."

امروزه از بطری هایی که بازیافت شده اند برای تولید الیاف مات استفاده می شود که به موادی برای لباس و فرش تبدیل می شود. اما به لطف استفاده از یک آنزیم، می توان از آنها برای ساخت بطری های پلاستیکی جدید استفاده کرد که نیاز به تولید پلاستیک بیشتر را از بین می برد.

مک گیان گفت: «ما باید با این واقعیت زندگی کنیم که قیمت نفت کم است، به همین دلیل تولید PET ارزان است. تولید پلاستیک بیشتر از تلاش برای بازیافت آن برای سازندگان آسان‌تر است.»

برای شروع، محققان ساختار یک آنزیم تولید شده توسط باکتری های ژاپنی را شناسایی کردند. برای انجام این کار، آنها از سنکروترون الماس استفاده کردند که قادر به تولید پرتوهای ایکس قدرتمند است که امکان دیدن ساختار اتم های جداگانه را فراهم می کند. مشخص شد که این آنزیم شبیه باکتری است که معمولاً برای تجزیه کوتین پلیمری طبیعی، مومی که اغلب پوست میوه را می‌پوشاند، استفاده می‌کند. دستکاری آنزیم در حین مطالعه کار آن به طور ناخواسته منجر به بهبود توانایی آن در تجزیه پلاستیک شد.

مک‌گیهان می‌گوید: «این یک پیشرفت متوسط 20 درصدی است، اما موضوع این نیست. - اتفاقی که افتاد نشان می دهد که آنزیم هنوز بهینه نشده است. این به ما این فرصت را می‌دهد تا از تمام فناوری‌هایی استفاده کنیم که در طول سال‌ها در توسعه آنزیم‌های دیگر استفاده شده‌اند و آنزیمی ایجاد کنیم که بسیار سریع عمل می‌کند.»

یکی از پیشرفت های ممکن پیوند آنزیم به باکتری های اکستروموفیل است که می توانند دمای بالای 70 درجه سانتیگراد را تحمل کنند - PET را ذوب می کند و به شکل مذاب 10-100 برابر سریعتر تجزیه می شود. برخی از قارچ‌ها نیز می‌توانند در تخریب پلاستیک نقش داشته باشند، اما استفاده از باکتری‌ها برای مصارف صنعتی آسان‌تر است.

مک گیهان گفت: باکتری هایی که در حال حاضر در محیط در حال تکامل هستند، می توانند برای از بین بردن انواع دیگر پلاستیک استفاده شوند. اگرچه بیشتر پلاستیک در اقیانوس است، اما محققان امیدوارند که انتقال باکتری های پلاستیک خوار به این توده های زباله امکان پذیر باشد.

الیور جونز شیمیدان گفت: "من فکر می کنم این کار بسیار جالبی است که نشان می دهد پتانسیل استفاده از آنزیم ها برای مبارزه با مشکل رو به رشد زباله وجود دارد." آنزیم‌ها غیرسمی، زیست تخریب‌پذیر هستند و با کمک میکروارگانیسم‌ها در مقادیر زیاد به دست می‌آیند.

لارو پروانه مومی می تواند با باکتری ها رقابت کند - اخیراً نشان داده شده است که می توانند پلاستیک را با سرعت قابل توجهی جذب کنند. این کشف به طور تصادفی انجام شد - یکی از محققان، فدریکا برتوچینی، زنبوردار آماتور، درگیر حذف انگل ها از لانه زنبوری کندوهای خود بود. برتوچینی کاترپیلارهای استخراج شده را به طور موقت در یک کیسه زباله معمولی قرار داد و پس از مدتی متوجه شد که لارو وجود ندارد.

برتوچینی، محقق انستیتوی زیست پزشکی و بیوتکنولوژی اسپانیا، به این پدیده علاقه مند شد و آزمایشی علمی با بیوشیمی دانان کمبریج انجام داد. حدود صد لارو برداشته شدند، در یک کیسه پلاستیکی معمولی که در یک فروشگاه بریتانیایی خریداری شده بود، قرار دادند و منتظر ماندند تا سوراخ ها ظاهر شوند. همانطور که مشخص شد، صد کاترپیلار قادر به مقابله با 92 میلی گرم پلی اتیلن در 12 ساعت هستند.