Plasticul reprezintă una dintre principalele surse de poluare a mediului, și probabil cea mai periculoasă sursă de poluare a apelor, descompunerea putând dura până la 400 de ani. Oamenii de ştiinţă studiază de ani de zile modalităţi prin care să accelereze controlat descompunerea plasticului, creând enzime pe bază de bacterii, cu ajutorul proceselor de inteligenţă artificială.
Bacteriile pot degrada plasticul
În anul 2016, un grup de cercetători din Japonia au descoperit o bacterie capabilă să descompună plasticul de tip PET, şi au denumit-o Ideonella sakaiensis. În 2017 şi 2020, alte tipuri de microorgansisme – o ciupercă şi o altă bacterie – au fost descoperite în locuri de depozitare a deşeurilor. Aceste descoperiri i-au determinat pe oamenii de ştiinţă să dezvolte în laborator tipuri specifice de enzime, precum PETază şi MHETază, ce pot degrada PET-ul şi alte tipuri de plastic mai repede decât microorganismul în starea sa naturală. Experimentele realizate în laborator, la temperaturi controlate, au creat un mediu favorabil atât pentru combinarea enzimelor cât şi pentru descompunerea mai rapidă a plasticului.
48 de ore până la degradare
Anul 2022 reprezintă un moment de cotitură în utilizarea tehnologiilor cu scopul de a crea o enzimă mult îmbunătățită de degradare a plasticului. Un algoritm de învățare automată a proiectat aminoacizii astfel încât aceștia să poată funcţiona natural prin alăturare cu o enzimă, depolimerizând PET-ul de cel puțin două ori mai rapid și la temperaturi mai scăzute decât cea mai bine concepută enzimă anterioară. Oamenii de știință de la Universitatea din Texas, Austin, SUA, au creat o PETază care poate degrada 51 de produse PET diferite, inclusiv recipiente și sticle întregi de plastic.
La 50°C, enzima îmbunătăţită este de aproape două ori mai activă în hidroliza unui eșantion mic dintr-un recipient alimentar PET decât o altă PETază, la 70°C. Enzima a depolimerizat în 48 de ore chiar și o întreagă tavă de prăjituri, din plastic, iar echipa de cercetare a arătat că poate face un nou articol din plastic din deșeurile degradate.
Perspective de viitor în degradarea plasticului
Rămâne de văzut dacă depolimerizarea enzimatică va fi utilizată în cele din urmă pentru reciclarea la scară largă, majoritatea PET-ului fiind acum reciclat prin topire și remodelare, ceea ce implică deteriorarea proprietăţilor sale. În acelaşi timp, depolimerizarea chimică actuală este foarte consumatoare de energie.
Avantajul enzimelor este capacitatea de degradare a unui flux de deșeuri mult mai divers. Echipa continuă să investigheze aspectele practice ale reciclării enzimatice, precum și extinderea la polimeri dincolo de PET.
