מדענים הכריזו שוב על דרך חדשה לפירוק פלסטי

2024 מְחַבֵּר: Seth Attwood | [email protected]. שונה לאחרונה: 2023-12-16 16:05

מדענים מצאו בטעות חומר שמפרק פלסטיק תוך מספר ימים. הם מתכננים למקד את מאמציהם בשיפורים נוספים - יש להם כבר רעיונות כיצד להאיץ את הפירוק ב-100.

מדענים יצרו אנזים שיכול להרוס פלסטיק, והוא עובד טוב במיוחד עם בקבוקי פלסטיק. הישג זה יעזור להתמודד עם כמות הפלסטיק העצומה שמזהמת את כדור הארץ. הם דיווחו על התוצאות בכתב העת Proceedings of the National Academy of Sciences.

בשנת 2016 נמצאו חיידקים המסוגלים לספוג פלסטיק במזבלה ביפן. התהליך, שלרוב לוקח מאות שנים, לקח להם כמה ימים. כעת הצליחו מדענים לקבוע את מבנה האנזים בו הם משתמשים לשם כך ולסנתז אותו. כאשר הצוות בדק את האנזים, התברר שהוא מסוגל להתמודד עם הפוליאתילן טרפתלט (PET) המשמש בבקבוקי משקה אפילו טוב יותר מהמקור.

"התברר ששיפרנו את האנזים. היינו קצת בהלם", אומר פרופסור ג'ון מקגהאן מאוניברסיטת פורטסמות' בבריטניה. "זו תגלית אמיתית".

בכך, החוקרים מקווים שהם יוכלו לשפר אותו, ולגרום לו לעבוד אפילו מהר יותר.

"אנו מקווים להשתמש באנזים הזה כדי לפרק פלסטיק למרכיביו ואז להשתמש בהם שוב לייצור פלסטיק. זה אומר שלא יהיה יותר שמן להפקה ושניתן להפחית את כמות הפלסטיק בסביבה", מציין מקגיהן.

כמיליון בקבוקי פלסטיק נמכרים בכל דקה בעולם. רק 14% מהם עוברים עיבוד. רבים מהשארים מגיעים לאוקיינוסים, מזהמים אפילו את הפינות המרוחקות ביותר, פוגעים בחיי הים, ואולי גם בצרכני פירות הים.

"הפלסטיק עמיד במיוחד בפני השפלה", מסביר מקגהאן.

כיום, בקבוקים שעברו מיחזור משמשים לייצור סיבים אטומים שהופכים לחומר לביגוד ושטיחים. אבל הודות לשימוש באנזים, ניתן להשתמש בהם לייצור בקבוקי פלסטיק חדשים, ולבטל את הצורך לייצר יותר פלסטיק.

"אנחנו צריכים לחיות עם העובדה שנפט עולה מעט, וזו הסיבה שהפקת PET זולה", אמר מקגהאן. "ליצרנים קל יותר ליצור יותר פלסטיק מאשר לנסות למחזר אותו".

מלכתחילה, החוקרים זיהו את המבנה של אנזים המיוצר על ידי חיידקים מיפן. לשם כך הם השתמשו בסינכרוטרון יהלום, המסוגל לייצר קרני רנטגן חזקות, המאפשרות לראות את המבנה של אטומים בודדים. נמצא כי האנזים דומה לזה שחיידקים נוהגים להשתמש בהם כדי לפרק את הפולימר הטבעי, השעווה המכסה לעתים קרובות את קליפת הפרי. המניפולציה של האנזים תוך כדי לימוד עבודתו הביאה מבלי משים לשיפור ביכולתו לפרק פלסטיק.

"זהו שיפור צנוע של 20%, אבל זו לא הנקודה", אומר מקגהאן. - מה שקרה מראה שהאנזים עדיין לא עבר אופטימיזציה. זה נותן לנו את ההזדמנות להשתמש בכל הטכנולוגיות ששימשו בפיתוח אנזימים אחרים לאורך השנים וליצור אנזים שעובד מהר במיוחד".

אחד השיפורים האפשריים הוא השתלת האנזים לחיידקים אקסטרמופילים שיכולים לעמוד בטמפרטורות מעל 70 מעלות צלזיוס - הוא ממיס PET, ובצורה מותכת הוא מתפרק פי 10-100 מהר יותר. פטריות מסוימות יכולות גם לתרום לפירוק פלסטי, אך קל יותר להשתמש בחיידקים למטרות תעשייתיות.

חיידקים שמתפתחים כעת בסביבה יכולים לשמש כדי להרוג סוגים אחרים של פלסטיק, אמר מקגהאן. למרות שרוב הפלסטיק נמצא באוקיינוס, החוקרים מקווים שניתן יהיה להעביר חיידקים אוכלי פלסטיק לערימות הפסולת הללו.

"אני חושב שזו עבודה מעניינת מאוד שמראה שיש פוטנציאל לשימוש באנזימים כדי להילחם בבעיית הפסולת ההולכת וגוברת", אמר הכימאי אוליבר ג'ונס. "אנזימים אינם רעילים, מתכלים וניתן להשיגם בעזרת מיקרואורגניזמים בכמויות גדולות".

זחלי עש השעווה יכולים להתחרות בחיידקים - לאחרונה הוכח שהם מסוגלים לספוג פלסטיק בקצב מרשים. התגלית התגלתה במקרה - אחת החוקרות, פדריקה ברטוצ'יני, כוורנית חובבת, עסקה בהרחקת טפילים מחלת הדבש של הכוורות שלה. ברטוצ'יני הכניס זמנית את הזחלים שחולצו לשקית אשפה רגילה ולאחר זמן מה גילה שאין זחלים.

ברטוצ'יני, חוקר במכון הספרדי לביו-רפואה וביוטכנולוגיה, התעניין בתופעה וערך ניסוי מדעי עם ביוכימאים מקיימברידג'. כמאה זחלים נלקחו, הוכנסו לשקית ניילון רגילה שנקנתה בחנות בריטית, והמתינו להופעת החורים. כפי שהתברר, מאה זחלים מסוגלים להתמודד עם 92 מ ג של פוליאתילן ב-12 שעות.