Новый фермент для переработки пластика
ПЭТ-пластика будет появляться только больше, но переработать его не так-то просто. К счастью, помочь сделать это может новый «быстрый» фермент, который буквально переваривает эту пластмассу
Ученые исследуют потенциал ферментов для переработки пластмасс уже более десяти лет, но за последние шесть лет им удалось достичь значительных успехов. В 2016 году исследователи в Японии обнаружили бактерию, которая использовала ферменты для разрушения ПЭТ-пластика в течение нескольких недель.
Затем ученые усовершенствовали эти природные вещества, создав PETase (ПЭТазу). Это синтетическое вещество имело еще большую производительность. А в 2020 году ученые разработали еще более мощную версию фермента, которая могла утилизировать ПЭТ-пластик в шесть раз быстрее.
Новый фермент для переработки пластика
Команда из Техасского университета решила устранить некоторые недостатки этих ферментов, о которых до сих пор сообщали японские исследователи. По словам ученых, применение технологии сдерживается ее неспособностью хорошо функционировать при низких температурах и различных диапазонах рН, недостаточной эффективностью при непосредственном обращении с необработанными пластиковыми отходами и медленной скоростью реакции.
Чтобы решить эти проблемы, американские ученые разработали модель машинного обучения, которая могла бы показать, какие мутации в ферменте ПЕТазы решат его недостатки. Для этого авторы провели тщательный анализ некоторых изделий из пластика ПЭТ — по большей части сегодня это бутылки для воды, молока и масла.
Созданный по «предсказаниям» нейросети фермент смог очень эффективно разрушать ПЭТ-пластмассы при температурах от 30 до 50 ° C и в большом диапазоне рН. Он был способен почти полностью разлагать 51 различный продукт из этого вида пластика в течение недели, а в некоторых экспериментах разрушал пластмассы всего за 24 часа. Ученые также продемонстрировали процесс переработки ПЭТ с замкнутым циклом, в котором новый фермент (его, кстати, назвали FAST-PETase — функциональная, активная, стабильная и толерантная ПЕТаза) использовался для разрушения пластмасс, а затем восстановленные мономеры использовались для химической реконструкции материала.
Теги:
ПЭТ, пластик, PETase, фермент, ПЭТазу, Университет Техаса, предсказания нейросети, полимер, новый фермент, новинка, наука, развитие