來源:中國(guó)合(hé)成(chéng)樹脂(zhī)網 2022-05-05 14:46:18
美國德克薩斯大學奧斯汀(tīng)分校的科學家在最新一期《自然(rán)》雜誌上撰文指出,他們研製出了一(yī)種新的酶(méi)變體FAST-PETase,它能在幾(jǐ)小時到(dào)幾天內分(fèn)解正常情況下需要數百年才能降解的塑料,有望大大推動塑料的回收利用,真正(zhèng)拉(lā)開塑料循環經濟的大幕(mù)。
最(zuì)新(xīn)研究負責人哈爾·阿爾珀教授表示,他們研製出(chū)的新酶主要針對聚對苯(běn)二甲(jiǎ)酸(suān)乙二醇(chún)酯(PET),這種塑料出現在大多數(shù)消費品包裝上,包括餅幹盒、汽水瓶、水果和沙拉包裝,以及某些纖維和紡織品中,占全球垃圾總量(liàng)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(jī)器學習模型,研製出了名為PETase的天然酶的新(xīn)突變,預測了哪些(xiē)突變能在低溫下快速解聚廢棄塑料(liào),隨後研究(jiū)了51種不同的塑料容器、5種不同的聚酯纖維(wéi)和織物(wù),以及所有由PET製成的水瓶,證明了其中一種名為FAST-PETase酶的有效性。
研究(jiū)人員指出,新的酶變體能夠完(wán)成一個“循環過程”,將(jiāng)塑料分解成更小的部分(解聚合),然後用化學(xué)方法將其重新組裝(再聚合)。在某些情況下,這些塑料可在24小時內被完全分解成單(dān)體。
回收利用(yòng)是減少(shǎo)塑料垃圾最好的方法,但在全球範圍內,隻(zhī)有不到10%的塑料被回收(shōu)利用。除了將塑料扔進垃圾填埋場外,最常見的處理方法是將其燃燒,但這種方法成本高、能耗高,且會向空氣中排放有害氣體。其他替代工(gōng)業過程包括糖酵解、熱解(jiě)和(hé)/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(àn)消耗的能量要(yào)少得多。在過去15年中,科學家們一直在研究用酶回收塑(sù)料並取得一定進展。但迄今(jīn)還沒有人弄清楚如何製造(zào)能夠在低溫下高效運(yùn)行從(cóng)而可以更好地大規(guī)模使用的酶。最新研(yán)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(zhè)種酶的生產規模,為工(gōng)業和環境應用作好準備。研究(jiū)人員表示,這種酶有望在清理垃圾(jī)填埋場等(děng)廢(fèi)物處理(lǐ)行業大顯身手。為此,他們正(zhèng)在研究多種方(fāng)法,將這些酶運到野外(wài),以清理受汙染的場(chǎng)地。
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