Немецкие ученые считают, что пластиковая упаковка может быть биоразлагаемой
Немецкие ученые считают, что пластиковая упаковка может быть биоразлагаемой. Разбирая компостную кучу на кладбище в Лейпциге, Кристиан Зоннендеккер и его исследовательская группа обнаружили семь ферментов, которых они никогда раньше не видели.
Читайте также: Создан электрокар из пластика
Они искали белки, способные разъедать пластик ПЭТ — самый высокопроизводительный пластик в мире. Он широко используется для изготовления воды в бутылках.
Ученые не ожидали многого, привезя образцы в лабораторию, сказал Зоннендеккер, когда журналисты из DW посетил их лабораторию в Лейпцигском университете.
Это была всего лишь вторая свалка, на которой они пытались что-нибудь найти, и они думали, что ферменты, питающиеся ПЭТ, встречаются редко.
Но в одном из образцов ученые обнаружили фермент, или полиэфирную гидролазу, под названием PHL7. И это повергло их в шок. Фермент PHL7 расщеплял целый кусок пластика менее чем за сутки.
Пластиковая упаковка может быть биоразлагаемой: PHL7 против LCC
Оказалось, что PHL7 «съедает» полиэтилентерефталат в разы быстрее, чем LCC — стандартный фермент, используемый сегодня в экспериментах по «поеданию» полиэтилентерефталата.
Чтобы убедиться, что их открытие не было случайностью, команда Зоннендеккера сравнила PHL7 с LCC, причем оба фермента разлагали несколько пластиковых контейнеров. И они обнаружили, что это правда — PHL7 был более «шустрым».
«Я думал, что придется взять образцы из сотен различных мест, прежде чем вы найдете хотя бы один из этих ферментов», — сказал Грэм Хау, энзимолог из Университета Куинс в Онтарио, Канада.
Хау, который также изучает ПЭТ, но не участвовал в исследовании в Лейпциге, был поражен результатами исследования, опубликованными в журнале Chemistry Europe.
«По-видимому, если обратиться к природе, то ферменты, которые делают это, найдутся повсюду», — сказал Хау.
Пластиковая упаковка может быть биоразлагаемой: ПЭТ-пластик
Хотя ПЭТ-пластик можно перерабатывать, он не разлагается. Подобно ядерным отходам, он никогда не исчезает.
Он может быть переработан в новые изделия — например, несложно создать сумку из переработанных бутылок для воды. Но качество пластика будет ухудшаться с каждым циклом.
Таким образом, большое количество ПЭТ в конечном итоге превращается в такие изделия, как ковры и непомерное количество больших сумок, которые оказываются на свалках.
Есть два пути решения этой проблемы. Первый — прекратить производство всего ПЭТ-пластика.
Но этот материал настолько распространен, что даже если бы компании немедленно прекратили его производство, миллионы пустых бутылок из-под прохладительных напитков — или сумок, сделанные из этих бутылок, — будут лежать в земле в течение тысяч лет.
Второй способ — заставить пластик разлагаться. Ученые десятилетиями пытались найти ферменты, которые будут это делать, и в 2012 году они нашли LCC, или «кутиназу компоста из листьев».
LCC стала большим прорывом, потому что она показала, что PETase (компонент LCC), может быть использован для деградации пластика ПЭТ в сочетании с другим ферментом, известным как эстераза.
Ферменты эстеразы используются для разрушения химических связей в процессе, называемом гидролизом.
Ученые, работающие над LCC, обнаружили, что фермент не различает природные и синтетические полимеры — последние являются пластиком. Вместо этого LCC распознает полиэтилентерефталат как вещество природного происхождения и «поедает» его так же, как и природный полимер.
Пластиковая упаковка может быть биоразлагаемой: инженерия фермента
С момента открытия LCC, исследователи, такие как Зоннендеккер, ищут в природе новые ферменты, «поедающие» ПЭТ. LCC хорош, говорят они, но у него есть ограничения. На расщепление ПЭТ у него уходят дни, и реакции должны происходить при очень высоких температурах.
Другие ученые и исследователи пытаются понять, как можно усовершенствовать LCC, чтобы сделать его более эффективным. Этим занимается французская компания Carbios. Они разрабатывают LCC, чтобы создать более быстрый и эффективный фермент.
В другом месте исследователи из Техасского университета в Остине создали белок, «пожирающий» ПЭТ, используя алгоритм машинного обучения. Они утверждают, что их белок может разлагать пластик ПЭТ за 24 часа.
Дэвид Зечел, профессор химии в Университете Куинс, говорит, что такие подходы всегда начинаются с чего-то известного — исследователи не обязательно находят что-то новое, но работают над улучшением того, что уже было открыто.
Этот тип инженерии важен, поскольку ученые пытаются создать оптимальный фермент для разложения ПЭТ, сказал Зечел.
Работа Зоннендеккера показывает, что «мы даже отдаленно не поцарапали поверхность» в плане потенциала ферментов естественного происхождения «в отношении ПЭТ», сказал он.
Не все бутылки разлагаются
У недавно открытого фермента Зоннендеккера тоже есть свои ограничения. Он может разлагать контейнеры, в которых вы покупаете виноград в продуктовом магазине, но он не может разлагать бутылки с безалкогольными напитками. Пока не может.
Пластик ПЭТ, используемый в бутылках для напитков, растягивается и химически изменяется, поэтому он труднее поддается биоразложению, чем ПЭТ, используемый в виноградной таре.
В ходе испытаний команда Зоннендеккера разработала предварительную обработку, которая наносится на ПЭТ-бутылки, облегчая ферменту разложение пластика. Но эти исследования еще не опубликованы.
По словам ученых, при содействии промышленности технология, использующая PHL7 для разрушения ПЭТ в больших масштабах, может быть готова примерно через четыре года.
Читайте также:
- Креативный подход: утилизация пластиковых бутылок в Париже
- Пластик в крови: как микропластик попадает в наш организм
- «Эпидемия» пластикового загрязнения планеты: что происходит и что нас ждет в будущем?
Читайте также:
Обсуждение
Самые последние новости
