Ученые придумали, как сделать расщепление пластмассы безопасным и эффективным

19.04.2018 13:30  24889   Максим Сергеев  Статья

Расщепление полимеров является важной с экологической точки зрения задачей, так как за десятилетия в мире скопилось огромное количество пластиковых отходов (пакетов, полиэтиленовых бутылок и другого мусора).

Ученые научились расщеплять пластик

Если говорить в количественном выражении, то, по оценкам экологов, на планете порядка 8 млрд тонн такого мусора, причем большая часть (около 80%) утилизируется без переработки. Решение найдено в 2016 г. неподалеку от японского завода по производству пластика. Там в почве обнаружена бактерия Ideonella sakaiensis, которая расщепляет полиэтилен на 1,4-бензолдикарбоновую кислоту и этиленгликоль. Единственный ее недостаток – низкая скорость работы: миллиметровый слой полиэтилентерефталата она перерабатывает за 8 месяцев. Ученые предположили, что бактерия появилась в ходе эволюции, а расщепление пластика производится за счет выделения микроорганизмом специальных энзимов, но теория нуждалась в подтверждении.

Как была ускорена переработка пластмассы?

Низкая скорость работы привлекла внимание исследователей к этой проблеме, ей заинтересовались специалисты из университета Портсмута Национальной лаборатории возобновляемой энергии. Они изучили структуру фермента ПЭТазы и увеличили его эффективность на 20%. Чтобы добиться такого результата, коллективу пришлось создать трехмерную модель энзима при помощи ускорительного комплекса третьего поколения Diamond Light Source. Благодаря длинноволновому молекулярному кристаллографу 123 была получена 3D-модель с мельчайшими деталями. Как пояснил профессор Джон МакГихан, возможность проследить работу биологического катализатора позволила создать более эффективный фермент для расщепления. По структуре он похож на белок кутиназу.

Взаимодействие фермента, снимок электронного микроскопа

Какие виды полимеров можно перерабатывать при помощи нового энзима?

Еще недавно полимеризация пластмассы считалась невозможной, но уже в ближайшей перспективе полученное вещество может помочь избавиться от следующих разновидностей полимерных отходов:

  • полистирол;
  • полиэтилен;
  • полиэтилентерефталат.

Возможность утилизировать указанные материалы – это не главное преимущество, гораздо важнее, что процесс осуществляется без вреда для экологии, а значит, можно надеяться, что уже в ближайшем будущем проблема будет решена.