thumbnail -  Loại enzyme mới có khả năng phân hủy chất thải nhựa siêu nhanh
Thu Hà
Hà Nội

Loại enzyme mới có khả năng phân hủy chất thải nhựa siêu nhanh

Có một thực tế đáng buồn: Trái Đất của chúng ta đang ngập tràn chất thải nhựa và ô nhiễm nhựa. Các nhà khoa học vẫn đang nỗ lực tìm cách sử dụng nhựa mà không gây ra quá nhiều thiệt hại lâu dài cho môi trường xung quanh chúng ta.

Một nghiên cứu mới chỉ ra việc sử dụng một biến thể enzyme được tạo ra đặc biệt giúp giảm đáng kể thời gian cần thiết để phân hủy các thành phần của nhựa. Nhóm cho biết có thể sử dụng biến thể enzyme để làm sạch các địa điểm bị ô nhiễm bởi ô nhiễm nhựa.

Nhóm đã tiến hành các thử nghiệm thực tế, trong đó các sản phẩm được làm từ polyme polyethylene terephthalate (PET) bị phân hủy trong một tuần và thậm chí trong một số trường hợp là 24 giờ - đây là những sản phẩm có thể mất hàng thế kỷ để phân hủy đúng cách trong điều kiện tự nhiên. Kỹ sư hóa học Hal Alper từ Đại học Texas tại Austin cho biết: “Khả năng là vô tận trong các ngành công nghiệp để tận dụng quy trình tái chế tiên tiến hàng đầu này. Ngoài việc ứng dụng cho ngành quản lý chất thải, thì phát hiện này còn cung cấp cho các tập đoàn từ mọi lĩnh vực cơ hội đi đầu trong việc tái chế sản phẩm của họ."

Nhóm nghiên cứu đã gọi loại enzyme mới này với tên gọi FAST-PETase, phát triển nó từ một loại PETase tự nhiên cho phép vi khuẩn phân hủy nhựa PET và sửa đổi nó bằng cách sử dụng máy học để xác định năm đột biến có thể cho phép nó phân hủy nhựa nhanh hơn trong các điều kiện môi trường khác nhau.



Sau khi biến thể biến thể enzyme thực hiện công việc cắt nhựa thành các đơn vị phân tử cơ bản của nó (khử phân tử), các nhà nghiên cứu sau đó tiếp tục chứng minh rằng họ có thể gắn nhựa trở lại với nhau (gọi là phản ứng phân giải lại) bằng cách sử dụng các quy trình hóa học để tạo ra các sản phẩm nhựa mới. 

Việc tìm kiếm ra FAST-PETase là kết quả liên quan đến việc nghiên cứu 51 hộp nhựa sau khi tiêu dùng khác nhau, năm loại sợi polyester khác nhau, các loại vải và chai nước làm từ PET. Trong những thử nghiệm trên tất cả các sản phẩm này, biến thể enzyme đã chứng minh hiệu quả của nó ở nhiệt độ dưới 50 độ C.  Alper nói: “Khi xem xét các ứng dụng làm sạch môi trường, bạn cần một loại enzyme có thể hoạt động trong môi trường ở nhiệt độ môi trường . Yêu cầu này là nơi mà công nghệ của chúng tôi có lợi thế rất lớn trong tương lai."

Nhựa PET xuất hiện nhiều trong bao bì tiêu dùng, từ hàng dệt may đến chai nước ngọt và được cho là chiếm khoảng 12% tổng lượng rác thải toàn cầu. Trên toàn cầu, chưa đến 10% tổng số nhựa được tái chế. 

Vì vậy sự ra đời của FAST-PETase có thể giúp ích cho cuộc sống của chúng ta. Việc phổ biến loại enzyme này được cho là tương đối rẻ, di động và không quá khó để mở rộng quy mô lên mức công nghiệp cần thiết.  

Hiện nay, các phương pháp phổ biến nhất để xử lý nhựa là vứt nó vào một bãi rác, chờ nó thối rữa với tốc độ rất chậm, hoặc phải tốn rất nhiều năng lượng để đốt nó, chưa kể để làm đầy bầu khí quyển bằng khí độc. Đã đến lúc cần một chiến lược thay thế những cách xử lý này. "Công trình này thực sự chứng tỏ sức mạnh của việc kết hợp các ngành khác nhau, từ sinh học tổng hợp đến kỹ thuật hóa học đến trí tuệ nhân tạo."

Nguồn sciencealert

Chủ đề liên quan

Chủ đề khác