Γάλλοι επιστήμονες έχουν βρει έναν τρόπο να αυξήσουν το ποσοστό ανακύκλωσης των πλαστικών: η τροποποίηση των ενζύμων μπορεί να αυξήσει το ποσοστό ανακύκλωσης των πλαστικών φιαλών στα χέρια σας κατά 3 φορές. Η σχετική έρευνα δημοσιεύθηκε στη Φύση στις 8 Απριλίου.
Ως το πιο κοινό πλαστικό συστατικό στον κόσμο, η παγκόσμια ετήσια παραγωγή τερεφθαλικού πολυαιθυλενίου (PET) μπορεί να φτάσει τα 70 εκατομμύρια τόνους. Αν και πολλές περιοχές αναφέρουν τα πλαστικά μπουκάλια PET ως ανακυκλώσιμα, το ποσοστό ανακύκλωσης δεν είναι ικανοποιητικό. Μόνο το 30% μπορεί να ανακυκλωθεί και να μετατραπεί σε νέο πλαστικό χαμηλής αντοχής.
Υπάρχει ένα άλλο ενοχλητικό πρόβλημα κατά την ανακύκλωση: το πλαστικό PET έχει διάφορα χρώματα. Εάν ανακυκλωθεί χωρίς διάκριση, θα παραχθούν μαύρα ή γκρίζα πλαστικά σωματίδια μετά από τήξη υψηλής θερμοκρασίας. Τα πλαστικά προϊόντα αυτού του τύπου δεν είναι ευπρόσδεκτα από τους κατασκευαστές συσκευασιών. Ως εκ τούτου, αυτά τα ανακυκλωμένα προϊόντα κατασκευάζονται συχνά σε χαλιά ή άλλα χαμηλής ποιότητας προϊόντα πλαστικών ινών και ο τελικός προορισμός εξακολουθεί να είναι η υγειονομική ταφή ή η αποτέφρωση.
Προκειμένου να επιλυθούν αυτά τα προβλήματα, οι ερευνητές αναζήτησαν ένζυμα που μπορούν να αποσυνθέσουν το PET και άλλα πλαστικά συστατικά από διάφορους μικροοργανισμούς. Το 2012, ερευνητές στο Πανεπιστήμιο της Οσάκα στην Ιαπωνία βρήκαν κοπινάση κομποστοποίησης κλάδων φύλλων (LLC) σε λίπασμα. Αυτό το ένζυμο μπορεί να διασπά τα μόρια PET, αλλά έχει τα μειονεκτήματα της αργής αποσύνθεσης και της κακής διάρκειας.
Έτσι, επιστήμονες από το Πανεπιστήμιο της Τουλούζης συνεργάστηκαν με την Εταιρεία Βιώσιμων Πλαστικών για να ξεκινήσουν με την κρυσταλλική δομή της LLC και να την τροποποιήσουν.
LLC μπορεί να υποβαθμίσει τα πλαστικά επειδή μπορεί να συνδέσει με το χημικό δεσμό που συνδέει terephthalate και αιθυλενογλυκόλη στο μόριο ΤΗς PET και να το σπάσει. Στη διασταύρωση, οι ερευνητές βρήκαν ένα βασικό αμινοξύ, και με βάση αυτό, εκατοντάδες μεταλλαγμένες εκδόσεις της LLC μεταμορφώθηκαν. Προκειμένου να λειτουργήσει σε υψηλότερες θερμοκρασίες, οι ερευνητές πρόσθεσαν επίσης θερμοσταθερά ένζυμα.
Μετά τη σύνθεση, τον έλεγχο και τη σύγκριση ενός μεγάλου αριθμού μεταλλαγμένων εκδόσεων, οι ερευνητές βρήκαν τελικά μια βελτιωμένη έκδοση της LLC, η οποία είναι 10.000 φορές πιο αποτελεσματική στο σπάσιμο χημικών δεσμών από την αρχική έκδοση. Επιπλέον, η μέγιστη θερμοκρασία λειτουργίας της αρχικής έκδοσης είναι 65°C και η βελτιωμένη έκδοση αυξάνει αυτή τη θερμοκρασία σε 72°C.
Στον αντιδραστήρα, το ενισχυμένο ένζυμο μπορεί να αποσυνθέσει 200 γραμμάρια πλαστικού PET μέσα σε 10 ώρες, με απόδοση αποσύνθεσης 90%. Οι ερευνητές τροποποίησαν ανάλογα τις πρώτες ύλες PET και διαπίστωσαν ότι τα πλαστικά μπουκάλια από τα νέα υλικά είναι τόσο ισχυρά όσο αυτά που κατασκευάζονται από παραδοσιακά πλαστικά.
Η τεχνολογία έχει επεκτείνει την κλίμακα εφαρμογής της και οι συνδεδεμένες εταιρείες κατασκευάζουν μονάδες επίδειξης. Εκτιμάται ότι εκατοντάδες τόνοι PET μπορούν να ανακυκλώνονται κάθε χρόνο και προβλέπεται να ολοκληρωθούν το επόμενο έτος. Ωστόσο, η τεχνολογία δεν είναι επί του παρόντος σε θέση να πραγματοποιήσει την ανακύκλωση άλλων τύπων πλαστικών όπως το πολυαιθυλένιο και το πολυστυρένιο και είναι ακόμα άγνωστο αν η τεχνολογία μπορεί να διατίθεται με επιτυχία στην αγορά. Ωστόσο, ορισμένοι ερευνητές δήλωσαν ότι στο μέλλον, οι καταναλωτές και οι κατασκευαστές μπορεί να είναι πρόθυμοι να πληρώσουν ελαφρώς υψηλότερες τιμές για το ίδιο ισχυρό αλλά πιο ανακυκλώσιμο ανακυκλωμένο πλαστικό.
