A világon évente 359 millió tonna műanyagot állítanak elő, amelyek ből 150-200 millió tonnát halmoznak fel a hulladéklerakókban vagy a természetnek kitéve.
És polietilén-tereftalát (PET) műanyag a leggyakoribb, a globális éves termelés közel 70 millió tonna - ez a műanyag palack, hogy mi lehet érinteni minden nap.
A műanyag palackok újrahasznosítása fontos szerepet játszik a környezetvédelemben.
Erre összpontosít a természet legújabb címlapcikke.
Bármennyire, a időszerű újrahasznosítás technológia akarat egyik elpusztít a mechanikai kellékek -ból kisállat, vagy a enzimatikus hidrolízis hatvan túl alacsony.
A közelmúltban a franciaországi Toulouse-i Egyetem csapata egy új enzimet javasolt: 10 óra alatt hidrolizálhatja a kedvtelésből tartott állatok műanyag palackjának 90% -át. A vonatkozó dokumentumok a természetben "egy mesterséges kisállat depolimeráz, hogy lebontsák és újrahasznosítsák a műanyag botokat". Ugyanezen a napon, a tudományos magazin számolt be, hogy "a tigris lépés előre." mutáns enzim jelentősen javíthatja újrahasznosításműanyag botok ".
Ez magasabb, mint az összes korábbi PET hidroláz hatékonysága. Ennél is fontosabb, hogy a hidrolízis után előállított monomer ugyanolyan jellemzőkkel rendelkezik, mint a petrolkémiai anyagok monomerje.
Ez nagyban elősegíti a műanyag palackok újrafelhasználását.
Hidrolizálni kisállat, megérteni, hogy az első.
Kisállat lehet megszilárdult -ba kettő alak: egy van a szorosan tömött kristály forma, a más van a viszonylag laza és rendezetlen forma.
Ez kettő kisállat alakok van alapít -ban a leg--bb műanyag üvegek. A gyártók a műanyag palackok anyagjellemzőinek megfelelően módosítják arányaikat.
Bármennyire, a szerkezet -ból kristályos kisállat van túl stabil -hoz lenni emésztett mellett a leg--bb hatásos enzim.
Lehet kérni, a magas hőmérséklet nem teszi kristályos kisállat laza és rendezetlen?
De az enzim "magas hőmérséklet-intolerancia". Amikor a hőmérséklet emelkedik, az enzim inaktiválódik.
Tehát hogyan lehet átkelni a "két hegy", és enzim hidrolél kisállat jobb?
Először is, vannak strukturális problémák.
A kutatók megvizsgálták a szerkezet a cutináz, egy α / β hidroláz, és végzett kémiai szimulációk, hogy megtudja, hol kisállat kölcsönhatásba lépett az enzimmel: azt találták, hogy a kedvtelésből tartott kiegyenlített a "barázdák" az enzim felszínén (beleértve, ahol kisállat volt vágva).
-hoz tökéletesít a roham között kisállat és a horony, a kutatók teremtett egy nagyszám -ból mutáns változat -ból enzim, melyik változtatott mindegyik aminosav belső rész a horony átmenő különböző kombinációk.
Ezután az enzim nem ellenálló a magas hőmérséklettel szemben.
A kapcsolódó enzimek tanulmányozása után úgy tűnik, hogy van egy nyom: sok enzim stabil, ha kölcsönhatásba lép nek egy fémionnal, amely az enzim két részét együtt rögzíti.
Tehát, kezdve az eredeti változata az enzim, a kutatók mérnök két aminosavak alkotnak kémiai kötés a két rész között. Ez a verzió az enzim stabilabb magas hőmérsékleten.
Végül a kutatók az enzim két változatát hozták létre egy sor fejlesztéssel, és kísérleteket végeztek az apróra vágott műanyag palackokon.
Nem csak a magas hidrolízis hatékonyság, hanem nagyon olcsó
A hatékonyság a jobb hidroláz nagyon magas.
A hydrolase által javasolt elődök tud emészt fele kisállat -ban 20 óra. Ebben a munkában az emésztési arány mindössze 15 óra alatt elérheti a 85% -ot.
Ráadásul, mellett jobbá tenni a feltételek, voltak képes -hoz lebomlik kisállat -hoz 90% -ban 10 óra.
Bár némely kristályos kisállat maradvány, a hathatósság van már igazi magas: 863kg -ból nyersanyagok lehet kivont -ból 1000kg -ból kisállat hulladék.
Más szóval, az újratervezett enzim hatékonyabb, mint a testünk képes lebontani az amiláz.
A kutatók ezután ezeket az anyagokat, hogy az új PET termékek ipari szabványoknak.
Ezeknek az új termékeknek a nyomásállósága csak 5%-kal alacsonyabb, mint a szabványos vegyi anyagokkal előállított PET-é, és a megjelenése csak 10%-kal alacsonyabb, ami megfelel a PET gyártási szabványnak.
Természetesen a költség is fontos szempont.
Mennyibe kerül az újrahasznosított PET használata a petrolkémiai nyersanyagokhoz képest?
A kutatók becslése szerint, ha a költségek, hogy a fehérje 25 $ kilogrammonként, a költségek a folyamat lenne 4%-a költsége, hogy a kedvtelésből tartott a fehérje.
Bár nem lehet olyan olcsó, mint a petrolkémiai, viszonylag nem érintik a jövőbeli ársokkok és fenntarthatóbbak.
Még egy dolog
Az enzim nem tudja visszaállítani más főbb típusú műanyagok, mint például a polietilén és polisztirol, amelynek kötések nehezebb megtörni. De ha sikerrel jár, segíthet a társadalomnak megoldani az egyik legnagyobb kihívást jelentő műanyag problémát, amivel szembe kell néznünk.
