Enzyme ăn nhựa có thể loại bỏ hàng tỷ tấn rác từ bãi rác

Enzyme ăn nhựa có thể loại bỏ hàng tỷ tấn rác từ bãi rác

    Vui lòng đăng ký trang Youtube của Pacific Group tại

    https://www.youtube.com/channel/UCAxje1GxiUpZD6MEcR0f5Jg/videos

    Chúng tôi có các buổi chia sẻ về kinh doanh Việt Nam & Nhật Bản hàng tuần

    Enzyme ăn nhựa có thể loại bỏ hàng tỷ tấn rác từ bãi rác

    plastic

    Ảnh: Unsplash/CC0 Public Domain


    Một biến thể enzyme được tạo ra bởi các kỹ sư và nhà khoa học tại Đại học Texas ở Austin có thể phá vỡ chất dẻo điều tiết môi trường thường mất hàng thế kỷ để phân hủy chỉ trong vài giờ đến vài ngày.

    Khám phá này, được công bố ngày hôm nay trên tạp chí Nature, có thể giúp giải quyết một trong những vấn đề môi trường cấp bách nhất của thế giới: phải làm gì với hàng tỷ tấn rác thải nhựa chất thành đống trong các bãi rác và gây ô nhiễm đất và nước tự nhiên của chúng ta. Enzyme có khả năng tái chế siêu nạp trên quy mô lớn cho phép các ngành công nghiệp lớn giảm tác động đến môi trường bằng cách thu hồi và tái sử dụng nhựa ở cấp độ phân tử.

    Hal Alper, giáo sư tại Khoa Kỹ thuật Hóa học McKetta tại UT 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 ngành quản lý chất thải rõ ràng, điều này còn cung cấp cho các tập đoàn từ mọi lĩnh vực cơ hội đi đầu trong việc tái chế sản phẩm của họ. Thông qua các phương pháp tiếp cận enzyme bền vững hơn này, chúng ta có thể bắt đầu hình dung ra một nền kinh tế nhựa tròn thực sự."

    Dự án tập trung vào polyethylene terephthalate (PET), một loại polyme quan trọng được tìm thấy trong hầu hết các bao bì tiêu dùng, bao gồm hộp đựng bánh quy, chai nước ngọt, bao bì trái cây và salad cũng như một số loại sợi và vải dệt. Nó chiếm 12% tổng lượng rác thải toàn cầu.

    Enzyme đã có thể hoàn thành một "quá trình vòng tròn" phá vỡ nhựa thành các phần nhỏ hơn (khử trùng hợp) và sau đó kết hợp chúng lại với nhau về mặt hóa học (phản ứng phân giải). Trong một số trường hợp, những chất dẻo này có thể bị phân hủy hoàn toàn thành monome chỉ trong vòng 24 giờ.

    Các nhà nghiên cứu tại Trường Kỹ thuật và Đại học Khoa học Tự nhiên Cockrell đã sử dụng một mô hình học máy để tạo ra các đột biến mới cho một loại enzyme tự nhiên gọi là PETase cho phép vi khuẩn phân hủy nhựa PET. Mô hình dự đoán những đột biến nào trong các enzym này sẽ hoàn thành mục tiêu khử phân hủy nhanh nhựa phế thải sau tiêu dùng ở nhiệt độ thấp.

    Thông qua quá trình này, bao gồm nghiên cứu 51 hộp nhựa sau khi tiêu dùng khác nhau, năm loại sợi polyester và vải khác nhau và chai nước đều được làm từ PET, các nhà nghiên cứu đã chứng minh hiệu quả của loại enzyme mà họ gọi là FAST-PETase (chức năng, hoạt động, PETase ổn định và dung nạp).

    Andrew Ellington, giáo sư tại Trung tâm Hệ thống và Sinh học Tổng hợp cho biết: “Công trình này thực sự thể hiện sức mạnh của việc kết hợp các lĩnh vực khác nhau, từ sinh học tổng hợp đến kỹ thuật hóa học đến trí tuệ nhân tạo.

    Tái chế là cách rõ ràng nhất để cắt giảm rác thải nhựa. Nhưng trên toàn cầu, ít hơn 10% tổng số nhựa đã được tái chế. Phương pháp phổ biến nhất để xử lý nhựa, ngoài việc vứt vào bãi rác, là đốt nó, việc này tốn kém, tiêu tốn nhiều năng lượng và làm phát tán khí độc hại vào không khí. Các quy trình công nghiệp thay thế khác bao gồm các quy trình đường phân, nhiệt phân và / hoặc methanolysis rất tốn nhiều năng lượng.

    Các giải pháp sinh học tốn ít năng lượng hơn nhiều. Nghiên cứu về các enzym để tái chế nhựa đã phát triển trong suốt 15 năm qua. Tuy nhiên, cho đến nay vẫn chưa ai có thể tìm ra cách tạo ra các enzym có thể hoạt động hiệu quả ở nhiệt độ thấp để làm cho chúng vừa có thể di chuyển vừa có giá cả phải chăng ở quy mô công nghiệp lớn. FAST-PETase có thể thực hiện quá trình ở nhiệt độ thấp hơn 50 độ C.

    Tiếp theo, nhóm dự định sẽ mở rộng quy mô sản xuất enzyme để chuẩn bị cho ứng dụng công nghiệp và môi trường. Các nhà nghiên cứu đã nộp đơn đăng ký bằng sáng chế cho công nghệ này và đang xem xét một số mục đích sử dụng khác nhau. Rõ ràng nhất là làm sạch các bãi rác và phủ xanh các ngành công nghiệp thải ra nhiều chất thải. Nhưng một công dụng tiềm năng chính khác là xử lý môi trường. Nhóm nghiên cứu đang xem xét một số cách để đưa các enzym ra ngoài thực địa để làm sạch các địa điểm ô nhiễm.

    Alper cho biết: “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.

    Alper, Ellington, phó giáo sư kỹ thuật hóa học Nathaniel Lynd và Hongyuan Lu, một nhà nghiên cứu sau tiến sĩ trong phòng thí nghiệm của Alper, dẫn đầu cuộc nghiên cứu. Danny Diaz, một thành viên của phòng thí nghiệm của Ellington, đã tạo ra mô hình học máy. Các thành viên khác trong nhóm bao gồm từ kỹ thuật hóa học: Natalie Czarnecki, Congzhi Zhu và Wantae Kim; và từ khoa học sinh học phân tử: Daniel Acosta, Brad Alexander, Yan Jessie Zhang và Raghav Shroff.

    Zalo
    Hotline