اكتشف علماء فرنسيون طريقة لزيادة معدل إعادة تدوير البلاستيك: يمكن أن يؤدي تعديل الإنزيمات إلى زيادة معدل إعادة تدوير الزجاجات البلاستيكية في يديك بمقدار 3 مرات. نُشر البحث ذو الصلة في مجلة Nature في 8 أبريل.
بصفته المكون البلاستيكي الأكثر شيوعًا في العالم ، يمكن أن يصل الإنتاج السنوي العالمي من البولي إيثيلين تيريفثاليت (PET) إلى 70 مليون طن. على الرغم من أن العديد من المناطق تدرج الزجاجات البلاستيكية المصنوعة من مادة البولي إيثيلين تيريفثالات كقابلة لإعادة التدوير ، فإن معدل إعادة التدوير غير مرضٍ. يمكن إعادة تدوير 30٪ فقط وتحويلها إلى بلاستيك جديد منخفض القوة.
هناك مشكلة محرجة أخرى عند إعادة التدوير: بلاستيك البولي إيثيلين تيرفثالات له ألوان مختلفة. إذا تم إعادة تدويرها دون تمييز ، فسوف يتم إنتاج جزيئات بلاستيكية سوداء أو رمادية بعد ذوبان درجة حرارة عالية المنتجات البلاستيكية من هذا النوع غير مرحب بها من قبل الشركات المصنعة للتغليف. لذلك ، غالبًا ما يتم تصنيع هذه المنتجات المعاد تدويرها في سجاد أو غيرها من منتجات الألياف البلاستيكية منخفضة الجودة ، والوجهة النهائية لا تزال مدافن النفايات أو الحرق.
من أجل حل هذه المشكلات ، بحث الباحثون عن إنزيمات يمكنها تحلل مادة البولي إيثيلين تيرفثالات ومكونات بلاستيكية أخرى من كائنات دقيقة مختلفة. في عام 2012 ، وجد باحثون في جامعة أوساكا باليابان كوتينيز السماد العضوي (LLC) في سماد عضوي. يمكن لهذا الإنزيم أن يشق جزيئات PET ، ولكن له عيوب التحلل البطيء وضعف المتانة.
لذلك ، تعاون علماء من جامعة تولوز مع شركة البلاستيك المستدام للبدء بالهيكل البلوري لشركة LLC وتعديله.
يمكن لشركة LLC تحلل المواد البلاستيكية لأنها يمكن أن تترابط مع الرابطة الكيميائية التي تربط التيريفثاليت والإيثيلين جلايكول في جزيء PET وتكسرها. عند التقاطع ، وجد الباحثون حمضًا أمينيًا رئيسيًا ، وبناءً على ذلك ، تم تحويل مئات الإصدارات الطافرة من LLC. من أجل جعله يعمل في درجات حرارة أعلى ، أضاف الباحثون أيضًا إنزيمات قابلة للحرارة.
بعد توليف وفحص ومقارنة عدد كبير من الإصدارات الطافرة ، وجد الباحثون أخيرًا نسخة محسّنة من LLC ، وهي أكثر كفاءة بـ 10000 مرة في كسر الروابط الكيميائية من النسخة الأصلية. علاوة على ذلك ، تبلغ درجة حرارة التشغيل القصوى للإصدار الأصلي 65°C ، والنسخة المحسّنة تزيد درجة الحرارة هذه إلى 72°C.
في المفاعل ، يمكن للإنزيم المحسن أن يتحلل 200 جرام من بلاستيك PET خلال 10 ساعات ، بكفاءة تحلل تبلغ 90٪. قام الباحثون بتعديل المواد الخام PET وفقًا لذلك ووجدوا أن الزجاجات البلاستيكية المصنوعة من المواد الجديدة قوية مثل تلك المصنوعة من البلاستيك التقليدي.
وسعت التكنولوجيا نطاق تطبيقها ، وتقوم الشركات ذات الصلة ببناء مصانع تجريبية. تشير التقديرات إلى أنه يمكن إعادة تدوير مئات الأطنان من PET كل عام ، ومن المقرر الانتهاء منه في العام المقبل. ومع ذلك ، فإن هذه التقنية غير قادرة حاليًا على تحقيق إعادة تدوير أنواع أخرى من البلاستيك مثل البولي إيثيلين والبوليسترين ، ولا يزال من غير المعروف ما إذا كان يمكن تسويق التكنولوجيا بنجاح. ومع ذلك ، قال بعض الباحثين إنه في المستقبل ، قد يكون المستهلكون والمصنعون على استعداد لدفع أسعار أعلى قليلاً لنفس البلاستيك المعاد تدويره القوي ولكن الأكثر قابلية لإعادة التدوير.
