بهار نیوز - تجزیه کامل زباله‌های پلاستیکی در چند ساعت

گروه علمی: یکی از دغدغه‌ای اصلی زیست محیطی ما، مسئله زباله‌های پلاستیکی و زمان طولانی تجزیه آن‌ها در طبیعت است که بحران‌های زیادی را به دنبال داشته است. اکنون یک مطالعه جدید ابتکاری امید بزرگی برای غلبه بر این دغدغه ایجاد کرده و ادعا دارد که می‌تواند این زباله‌ها را تنها در عرض چند ساعت تجزیه کند.

در دهه‌های گذشته میزان بسیار نگران کننده‌ای از آلودگی پلاستیکی در سراسر جهان منتشر شده که حرکت‌ها برای مهار آن تاکنون تفاوت معناداری ایجاد نکرده است. این موضوع به ویژه مربوط به قابلیت تجزیه شوندی پلاستیک است که در طبیعت ممکن است دهه‌ها ادامه یابد؛ بنابراین تجزیه زباله‌های پلاستیکی، یکی از دغدغه‌های اصلی زیست محیطی ما محسوب می‌شود.

در همین راستا، یک مطالعه جدید توانسته با استفاده از یک آنزیم خاص، زمان تجزیه اجزای پلاستیک را به شدت کاهش دهد. تیم سازنده این آنزیم، در خصوص دستاورد خود می‌گوید: «ما حتی می‌توانیم از این نوع آنزیم برای پاکسازی مکان‌های آلوده به زباله‌های پلاستیکی نیز استفاده کنیم.» در آزمایشاتی که این تیم انجام داد، محصولات ساخته شده از پلیمر پلی اتیلن ترفتالات (PET) در یک هفته و در برخی موارد ۲۴ ساعت، تجزیه شدند. این‌ها محصولاتی هستند که ممکن است قرن‌ها طول بکشد تا به درستی در شرایط طبیعی تجزیه شوند.

هال آلپر، مهندس شیمی از دانشگاه تگزاس در آستین، می‌گوید: «امکانات برای استفاده از این فرآیند بازیافت پیشرو در صنایع بی‌پایان است. فراتر از صنعت مدیریت زباله، این دستاورد همچنین به شرکت‌های مختلف این فرصت را می‌دهد تا در بازیافت محصولات خود پیش قدم شوند.» این تیم، آنزیم تجزیه کننده خود را FAST-PETase نامیده است. آن‌ها این آنزیم را از یک PETase طبیعی تولید کردند که به باکتری‌ها اجازه می‌دهد پلاستیک PET را تجزیه کنند و با استفاده از یادگیری ماشینی آن را اصلاح کردند تا پنج جهش را مشخص کنند که آن را قادر می‌سازد تا پلاستیک را در شرایط مختلف محیطی سریع‌تر تجزیه کند.

هنگامی که آنزیم جدید کار خود را در تجزیه پلاستیک به واحد‌های مولکولی اصلی انجام داد (دپلیمریزاسیون)، محققان سپس نشان دادند که می‌توانند پلاستیک را دوباره با استفاده از فرآیند‌های شیمیایی برای ایجاد محصولات پلاستیکی جدید به هم برگردانند (بازپلیمریزاسیون). آزمایش FAST-PETase شامل مطالعه ۵۱ ظرف پلاستیکی مختلف پس از مصرف، پنج الیاف پلی استر مختلف و پارچه و بطری آب ساخته شده از PET بود. در آزمایشات روی همه این محصولات، آنزیم جدید کارایی خود را در دمای کمتر از ۵۰ درجه سانتیگراد (۱۲۲ درجه فارنهایت) ثابت کرد.

آلپر می‌گوید: «هنگامی که برنامه‌های پاکسازی محیط را در نظر می‌گیریم، به آنزیمی نیاز دارید که بتواند در دمای محیط کار کند. این نیازی است که به فناوری ما در آینده مزیت بزرگی می‌دهد.» PET در بسیاری از بسته بندی‌های مصرفی، از منسوجات گرفته تا بطری‌های نوشابه وجود دارد و تصور می‌شود که به تنهایی ۱۲ درصد از کل زباله‌های جهانی را تشکیل می‌دهد. اگر این رقم به اندازه کافی ترسناک نباشد، بهتر است بدانید که در سطح جهانی، کمتر از ۱۰ درصد از کل پلاستیک‌ها بازیافت می‌شوند.

دانشمندان می‌گویند استفاده از FAST-PETase می‌تواند تا حدودی کمک کننده باشد، زیرا نسبتاً ارزان و قابل حمل است و همچنین توسعه آن تا سطح صنعتی مورد نیاز، چندان دشوار نیست. در حال حاضر، متداول‌ترین روش‌ها برای دفع پلاستیک، انداختن آن در محل دفن زباله است که با سرعت بسیار پایینی تجزیه می‌شود، یا سوزاندن آن - که هزینه زیادی دارد، زیرا انرژی زیادی مصرف می‌کند و جو را با گاز‌های مضر پر می‌کند. واضح است که استراتژی‌های جایگزین به شدت مورد نیاز است و این می‌تواند یکی از آن‌ها باشد. اندرو الینگتون، زیست شیمیدان از دانشگاه تگزاس در آستین، می‌گوید: «این دستاورد واقعاً قدرت گرد هم آوردن رشته‌های مختلف، از زیست شناسی مصنوعی گرفته تا مهندسی شیمی تا هوش مصنوعی را نشان می‌دهد.» نتایج این تحقیق در نشریه معتبر Nature منتشر شده است.