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酶變體可“吃掉”數(shù)十億噸塑料垃圾

來源:中國国产精品免费福利樹脂網 2022-05-05 14:46:18

美國德克薩斯大(dà)學奧斯汀分校的科學家在最(zuì)新一期《自然》雜誌上(shàng)撰(zhuàn)文指出,他們研製出了一種新的酶變(biàn)體FAST-PETase,它能在幾小時到幾天(tiān)內分解(jiě)正常情(qíng)況下需要數百年才能降解的塑料,有望大(dà)大推動塑料的回收利用,真正拉開(kāi)塑料循環經濟的大幕。

最新研究負責人哈爾·阿爾珀教授表(biǎo)示,他們研製出的新酶主(zhǔ)要針對聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET),這種塑料出現在大多數消費品包裝上,包括餅幹盒、汽水瓶(píng)、水果和(hé)沙拉包裝,以及(jí)某些纖維和紡織品中,占全球垃(lā)圾總量的12%,數量可能高達數十億噸。

在(zài)最新研究中,阿爾珀等人借助機器學習模型,研製出了名為PETase的天(tiān)然酶(méi)的(de)新突變,預測了哪些突變能在低溫下快速解聚廢棄塑料,隨後研究了51種不同的塑料容器、5種不同的聚酯纖維和織物,以及所有由PET製成的水(shuǐ)瓶(píng),證明了其中一種名為(wéi)FAST-PETase酶的有效性。

研究人員指出,新的酶變體能夠完成一(yī)個“循環(huán)過程”,將塑料分解成更小的部分(解聚合),然後用化學方法將其重新組裝(再聚合)。在某(mǒu)些情況下,這些塑料可在24小時內被完全分解成單體。

回收利(lì)用是減少塑料垃圾最好的方法,但在全球範圍內,隻有不到10%的塑料被回收利用。除了將塑料扔進垃(lā)圾填埋場外,最常見的處理方法(fǎ)是將其燃燒,但這種方法成本高、能耗高,且會向空氣(qì)中排放有害氣體。其他替(tì)代工業(yè)過程包括(kuò)糖酵解、熱解和/或甲醇解過程,但這些處理工藝也非常耗能。

而生物解決方案消耗的能量要少得多。在過(guò)去15年中,科學家們一(yī)直在研究用酶回收塑料並取得一定進展。但迄今還沒有人弄清楚如何(hé)製造能夠在低(dī)溫下高效(xiào)運行從而可以更好地大規模使用的酶。最新研究證實,FAST PETase可以在低於50攝氏度的溫度下分解塑(sù)料。

接下來,該團隊計劃擴大這種酶(méi)的生產(chǎn)規模,為工業和環境應用作好準備(bèi)。研(yán)究(jiū)人員表示,這(zhè)種酶有(yǒu)望在清理垃(lā)圾填埋場等廢物處(chù)理行業大顯(xiǎn)身手。為此,他們正在研究多種方法,將這些酶運到野外,以清理受汙染的場地。


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