Para saintis sekali lagi mengumumkan cara baru penguraian plastik

2024 Pengarang: Seth Attwood | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2023-12-16 16:12

Para saintis secara tidak sengaja menemui bahan yang mengurai plastik dalam beberapa hari. Mereka merancang untuk menumpukan usaha mereka pada penambahbaikan selanjutnya - mereka sudah mempunyai idea tentang cara mempercepatkan penguraian dengan faktor 100.

Para saintis telah mencipta enzim yang boleh memusnahkan plastik, dan ia berfungsi dengan baik terutamanya dengan botol plastik. Pencapaian ini akan membantu menangani sejumlah besar plastik yang mencemarkan planet ini. Mereka melaporkan hasilnya dalam jurnal Proceedings of the National Academy of Sciences.

Pada tahun 2016, bakteria yang mampu menyerap plastik ditemui di tapak pelupusan sampah di Jepun. Proses itu, yang biasanya mengambil masa berabad-abad, mengambil masa beberapa hari. Kini saintis telah berjaya menentukan struktur enzim yang mereka gunakan untuk ini, dan mensintesisnya. Apabila pasukan itu menguji enzim tersebut, ternyata mampu mengendalikan polyethylene terephthalate (PET) yang digunakan dalam botol minuman dengan lebih baik daripada yang asal.

"Ternyata kami meningkatkan enzim. Kami agak terkejut, "kata Profesor John McGehan dari Universiti Portsmouth di UK. "Ini adalah penemuan sebenar."

Dengan berbuat demikian, para penyelidik berharap bahawa mereka akan dapat memperbaikinya, menjadikannya berfungsi lebih cepat.

“Kami berharap dapat menggunakan enzim ini untuk memecahkan plastik kepada juzuknya dan kemudian menggunakannya semula untuk membuat plastik. Ini bermakna bahawa tidak akan ada lagi minyak yang akan dihasilkan dan jumlah plastik di alam sekitar dapat dikurangkan, kata McGeehan.

Kira-kira sejuta botol plastik dijual setiap minit di dunia. Hanya 14% daripadanya diproses. Kebanyakan selebihnya berakhir di lautan, mencemarkan walaupun sudut paling terpencil, memudaratkan hidupan marin dan - berpotensi - pengguna makanan laut.

"Plastik itu sangat tahan terhadap degradasi," jelas McGehan.

Hari ini, botol yang telah dikitar semula digunakan untuk menghasilkan gentian legap yang menjadi bahan untuk pakaian dan permaidani. Tetapi terima kasih kepada penggunaan enzim, mereka boleh digunakan untuk membuat botol plastik baru, menghapuskan keperluan untuk menghasilkan lebih banyak plastik.

"Kita harus hidup dengan hakikat bahawa kos minyak sedikit, itulah sebabnya pengeluaran PET adalah murah," kata McGehan. "Lebih mudah bagi pengilang mencipta lebih banyak plastik daripada mencuba mengitar semulanya."

Sebagai permulaan, para penyelidik mengenal pasti struktur enzim yang dihasilkan oleh bakteria dari Jepun. Untuk melakukan ini, mereka menggunakan synchrotron Berlian, yang mampu menghasilkan sinar-X yang kuat, yang memungkinkan untuk melihat struktur atom individu. Enzim tersebut didapati serupa dengan satu bakteria yang biasa digunakan untuk memecahkan cutin polimer semula jadi, lilin yang sering menutupi kulit buah. Manipulasi enzim semasa mengkaji kerjanya secara tidak sengaja menghasilkan peningkatan dalam keupayaannya untuk merendahkan plastik.

"Ia adalah peningkatan sederhana 20%, tetapi itu bukan perkara utama, " kata McGehan. - Apa yang berlaku menunjukkan bahawa enzim masih belum dioptimumkan. Ini memberi kami peluang untuk menggunakan semua teknologi yang telah digunakan dalam pembangunan enzim lain selama ini dan mencipta enzim yang berfungsi sangat pantas.

Salah satu penambahbaikan yang mungkin adalah pemindahan enzim kepada bakteria extremophile yang boleh menahan suhu melebihi 70 ° C - ia mencairkan PET, dan dalam bentuk cair ia terurai 10-100 kali lebih cepat. Kulat tertentu juga boleh menyumbang kepada degradasi plastik, tetapi bakteria lebih mudah digunakan untuk tujuan industri.

Bakteria yang sedang berkembang dalam alam sekitar boleh digunakan untuk membunuh jenis plastik lain, kata McGehan. Walaupun kebanyakan plastik berada di lautan, para penyelidik berharap ia akan dapat mengangkut bakteria pemakan plastik ke timbunan serpihan ini.

"Saya fikir ini adalah kerja yang sangat menarik yang menunjukkan bahawa terdapat potensi untuk menggunakan enzim untuk memerangi masalah sisa yang semakin meningkat," kata ahli kimia Oliver Jones. "Enzim adalah tidak toksik, boleh terbiodegradasi dan boleh diperolehi dengan bantuan mikroorganisma dalam kuantiti yang banyak."

Larva rama-rama lilin boleh bersaing dengan bakteria - baru-baru ini mereka telah terbukti dapat menyerap plastik pada kadar yang mengagumkan. Penemuan itu dibuat secara tidak sengaja - salah seorang penyelidik, Federica Bertochini, seorang penternak lebah amatur, terlibat dalam mengeluarkan parasit dari sarang lebah sarangnya. Bertochini meletakkan sementara ulat yang diekstrak di dalam beg sampah biasa dan selepas beberapa ketika mendapati tiada larva.

Bertochini, seorang penyelidik di Institut Bioperubatan dan Bioteknologi Sepanyol, mula berminat dengan fenomena itu dan menjalankan eksperimen saintifik dengan ahli biokimia dari Cambridge. Kira-kira seratus larva telah diambil, dimasukkan ke dalam beg plastik biasa yang dibeli di kedai British, dan menunggu lubang itu muncul. Ternyata, seratus ulat mampu menangani 92 mg polietilena dalam masa 12 jam.