Bilim adamları bir kez daha plastik ayrıştırmanın yeni bir yolunu açıkladılar

2024 Yazar: Seth Attwood | [email protected]. Son düzenleme: 2023-12-16 16:18

Bilim adamları yanlışlıkla plastiği birkaç gün içinde parçalayan bir madde buldular. Çabalarını daha fazla iyileştirmeye odaklamayı planlıyorlar - ayrışmayı 100 kat hızlandırma konusunda zaten fikirleri var.

Bilim adamları plastiği yok edebilen bir enzim yarattılar ve özellikle plastik şişelerde işe yarıyor. Bu başarı, gezegeni kirleten büyük miktardaki plastikle mücadeleye yardımcı olacak. Sonuçları Ulusal Bilimler Akademisi Bildiriler Kitabı'nda bildirdiler.

2016 yılında, Japonya'daki bir çöplükte plastiği emebilen bakteriler bulundu. Genellikle yüzyıllar süren süreç onları birkaç gün sürmüş. Artık bilim adamları bunun için kullandıkları enzimin yapısını belirleyip sentezlemeyi başardılar. Ekip enzimi test ettiğinde, içecek şişelerinde kullanılan polietilen tereftalat (PET) ile orijinalinden bile daha iyi başa çıkabildiği ortaya çıktı.

“Enzimi geliştirdiğimiz ortaya çıktı. Biraz şok olduk”diyor İngiltere'deki Portsmouth Üniversitesi'nden Profesör John McGehan. "Bu gerçek bir keşif."

Bunu yaparken, araştırmacılar onu iyileştirebileceklerini ve daha da hızlı çalışmasını sağlayacaklarını umuyorlar.

Bu enzimi plastiği bileşenlerine ayırmak için kullanmayı ve daha sonra bunları plastik yapmak için tekrar kullanmayı umuyoruz. Bu, daha fazla üretilecek petrol olmayacağı ve ortamdaki plastik miktarının azaltılabileceği anlamına geliyor” diye belirtiyor McGeehan.

Dünyada her dakika yaklaşık bir milyon plastik şişe satılmaktadır. Bunların sadece %14'ü işleniyor. Geri kalanların çoğu okyanuslara karışıyor, en uzak köşeleri bile kirletiyor, deniz yaşamına ve - potansiyel olarak - deniz ürünleri tüketicilerine zarar veriyor.

McGehan, "Plastik bozulmaya karşı son derece dirençlidir," diye açıklıyor.

Günümüzde geri dönüştürülmüş şişeler, giysi ve halılar için malzeme haline gelen opak lifler üretmek için kullanılmaktadır. Ancak bir enzimin kullanılması sayesinde, daha fazla plastik üretme ihtiyacını ortadan kaldırarak yeni plastik şişeler yapmak için kullanılabilirler.

McGehan, "Petrolün maliyetinin düşük olduğu gerçeğiyle yaşamak zorundayız, bu yüzden PET üretimi ucuz" dedi. "Üreticilerin daha fazla plastik üretmesi, onu geri dönüştürmeye çalışmaktan daha kolay."

Başlangıç olarak, araştırmacılar Japonya'daki bakteriler tarafından üretilen bir enzimin yapısını belirlediler. Bunu yapmak için, tek tek atomların yapısını görmeyi mümkün kılan güçlü X-ışınları üretebilen Diamond synchrotron'u kullandılar. Enzimin, genellikle meyvenin kabuğunu kaplayan balmumu olan doğal polimer kütin'i parçalamak için yaygın olarak kullandığı bir bakteriye benzer olduğu bulundu. Enzimin çalışmasını incelerken manipüle edilmesi, istemeden plastiği parçalama kabiliyetinde bir gelişme ile sonuçlandı.

McGehan, "%20'lik mütevazı bir gelişme, ancak mesele bu değil" diyor. - Yaşananlar, enzimin henüz optimize edilmediğini gösteriyor. Bu bize, yıllar içinde diğer enzimlerin geliştirilmesinde kullanılan tüm teknolojileri kullanma ve ultra hızlı çalışan bir enzim yaratma fırsatı veriyor.”

Olası iyileştirmelerden biri, enzimi 70 ° C'nin üzerindeki sıcaklıklara dayanabilen ekstremofil bakterilere nakletmek - PET'i eritir ve erimiş halde 10-100 kat daha hızlı ayrışır. Bazı mantarlar da plastik bozulmaya katkıda bulunabilir, ancak bakterilerin endüstriyel amaçlarla kullanılması daha kolaydır.

McGehan, şu anda çevrede gelişen bakterilerin diğer plastik türlerini öldürmek için kullanılabileceğini söyledi. Plastiğin çoğu okyanusta olmasına rağmen, araştırmacılar plastik yiyen bakterileri bu enkaz yığınlarına taşımanın mümkün olacağını umuyorlar.

Kimyager Oliver Jones, “Bence bu, büyüyen atık sorunuyla mücadele için enzimlerin kullanılması potansiyeli olduğunu gösteren çok ilginç bir çalışma” dedi. "Enzimler toksik değildir, biyolojik olarak parçalanabilir ve büyük miktarlarda mikroorganizmaların yardımıyla elde edilebilir."

Balmumu güvesi larvaları bakterilerle rekabet edebilir - son zamanlarda plastiği etkileyici bir oranda emebildikleri gösterilmiştir. Keşif tesadüfen yapıldı - araştırmacılardan biri olan amatör bir arıcı olan Federica Bertochini, kovanlarının peteklerinden parazitleri çıkarmakla meşguldü. Bertochini, çıkarılan tırtılları geçici olarak normal bir çöp torbasına koydu ve bir süre sonra larva olmadığını keşfetti.

İspanyol Biyotıp ve Biyoteknoloji Enstitüsü'nde araştırmacı olan Bertochini, fenomenle ilgilenmeye başladı ve Cambridge'den biyokimyacılarla bilimsel bir deney yaptı. Yaklaşık yüz larva alındı, bir İngiliz mağazasından satın alınan sıradan bir plastik torbaya yerleştirildi ve deliklerin ortaya çıkması beklendi. Görünüşe göre, yüz tırtıl 12 saat içinde 92 mg polietilen ile başa çıkabiliyor.