أعلن العلماء مرة أخرى عن طريقة جديدة لتحلل البلاستيك

2024 مؤلف: Seth Attwood | [email protected]. آخر تعديل: 2023-12-16 15:57

اكتشف العلماء بالصدفة مادة تتحلل من البلاستيك في غضون أيام قليلة. إنهم يخططون لتركيز جهودهم على مزيد من التحسينات - لديهم بالفعل أفكار حول كيفية تسريع عملية التحلل بمقدار 100 ضعف.

ابتكر العلماء إنزيمًا يمكنه تدمير البلاستيك ، ويعمل بشكل جيد بشكل خاص مع الزجاجات البلاستيكية. سيساعد هذا الإنجاز في معالجة الكمية الهائلة من البلاستيك التي تلوث الكوكب. ونشروا النتائج في دورية وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم.

في عام 2016 ، تم العثور على بكتيريا قادرة على امتصاص البلاستيك في مكب النفايات في اليابان. هذه العملية ، التي عادة ما تستغرق قرونًا ، استغرقت بضعة أيام. تمكن العلماء الآن من تحديد بنية الإنزيم الذي يستخدمونه لهذا ، وتوليفه. عندما اختبر الفريق الإنزيم ، اتضح أنه قادر على التعامل مع البولي إيثيلين تيريفثاليت (PET) المستخدم في زجاجات المشروبات بشكل أفضل من الأصلي.

"اتضح أننا قمنا بتحسين الإنزيم. يقول البروفيسور جون ماكجيهان من جامعة بورتسموث في المملكة المتحدة: "لقد صدمنا قليلاً". "هذا اكتشاف حقيقي".

من خلال القيام بذلك ، يأمل الباحثون أن يتمكنوا من تحسينه ، مما يجعله يعمل بشكل أسرع.

نأمل في استخدام هذا الإنزيم لتفكيك البلاستيك إلى مكوناته ثم استخدامه مرة أخرى في صناعة البلاستيك. وهذا يعني أنه لن يكون هناك المزيد من النفط ليتم إنتاجه وأنه يمكن تقليل كمية البلاستيك في البيئة ، يلاحظ ماكجيهان.

يتم بيع حوالي مليون زجاجة بلاستيكية كل دقيقة في العالم. يتم معالجة 14٪ منهم فقط. ينتهي المطاف بالعديد من الباقي في المحيطات ، مما يؤدي إلى تلويث حتى الزوايا النائية ، وإلحاق الضرر بالحياة البحرية - وربما - مستهلكي المأكولات البحرية.

يوضح ماكجيهان أن "البلاستيك مقاوم للغاية للتحلل".

اليوم ، تُستخدم الزجاجات المعاد تدويرها لإنتاج ألياف غير شفافة تصبح مادة للملابس والسجاد. ولكن بفضل استخدام الإنزيم ، يمكن استخدامها لصنع زجاجات بلاستيكية جديدة ، مما يلغي الحاجة إلى إنتاج المزيد من البلاستيك.

قال ماكجيهان: "علينا أن نتعايش مع حقيقة أن النفط يكلف قليلاً ، ولهذا السبب فإن إنتاج البولي إيثيلين تيرفثالات رخيص". "من الأسهل للمصنعين إنتاج المزيد من البلاستيك بدلاً من محاولة إعادة تدويره."

بادئ ذي بدء ، حدد الباحثون بنية إنزيم تنتجه بكتيريا من اليابان. للقيام بذلك ، استخدموا السنكروترون الماسي ، القادر على إنتاج أشعة سينية قوية ، مما يجعل من الممكن رؤية بنية الذرات الفردية. تم العثور على الإنزيم ليكون مشابهًا للبكتيريا التي تستخدم عادة لتحطيم البوليمر الطبيعي ، وهو الشمع الذي غالبًا ما يغطي جلد الفاكهة. أدى التلاعب بالإنزيم أثناء دراسة عمله عن غير قصد إلى تحسن في قدرته على تحلل البلاستيك.

يقول ماكجيهان: "إنه تحسن متواضع بنسبة 20٪ ، لكن هذا ليس بيت القصيد". - ما حدث يدل على أن الإنزيم لم يتم تحسينه بعد. يمنحنا هذا الفرصة لاستخدام جميع التقنيات التي تم استخدامها في تطوير الإنزيمات الأخرى على مر السنين وإنشاء إنزيم يعمل بسرعة فائقة."

تتمثل إحدى التحسينات الممكنة في نقل الإنزيم إلى بكتيريا شديدة التعرق يمكنها تحمل درجات حرارة أعلى من 70 درجة مئوية - فهو يذوب PET ، وفي شكله المنصهر يتحلل بسرعة 10-100 مرة. يمكن أن تساهم بعض الفطريات أيضًا في تحلل البلاستيك ، ولكن البكتيريا أسهل في الاستخدام للأغراض الصناعية.

قال ماكجيهان إن البكتيريا التي تتطور حاليًا في البيئة يمكن استخدامها لقتل أنواع أخرى من البلاستيك. على الرغم من أن معظم البلاستيك موجود في المحيط ، يأمل الباحثون أن يكون من الممكن نقل البكتيريا الآكلة للبلاستيك إلى أكوام الحطام هذه.

قال الكيميائي أوليفر جونز: "أعتقد أن هذا عمل مثير جدًا للاهتمام ويظهر أن هناك إمكانية لاستخدام الإنزيمات لمكافحة مشكلة النفايات المتزايدة". "الإنزيمات غير سامة وقابلة للتحلل البيولوجي ويمكن الحصول عليها بمساعدة الكائنات الحية الدقيقة بكميات كبيرة."

يمكن أن تتنافس يرقات عثة الشمع مع البكتيريا - فقد ثبت مؤخرًا قدرتها على امتصاص البلاستيك بمعدل مذهل. تم الاكتشاف بالصدفة - كانت إحدى الباحثين ، Federica Bertochini ، وهي مربي نحل هاو ، تعمل على إزالة الطفيليات من خلية النحل. وضع برتوتشيني مؤقتًا اليرقات المستخلصة في كيس قمامة عادي وبعد فترة اكتشف أنه لا توجد يرقات.

أصبح برتشيني ، الباحث في المعهد الإسباني للطب الحيوي والتكنولوجيا الحيوية ، مهتمًا بالظاهرة وأجرى تجربة علمية مع علماء الكيمياء الحيوية من كامبريدج. تم أخذ حوالي مائة يرقة ووضعها في كيس بلاستيكي عادي تم شراؤه من متجر بريطاني ، وانتظر ظهور الثقوب. كما اتضح ، مائة يرقة قادرة على التعامل مع 92 ملغ من البولي إيثيلين في 12 ساعة.