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24小时内“吃掉”塑料垃圾?新型酶变体,看好你哦!

发布时间:2022-05-07 16:56 访问量:

美国德克萨斯大学奥斯汀分校的科学家在最新一期《自然》杂志上撰文指出,他们研制出了一种新的酶变体FAST-PETase,其能在几小时到几天内分解正常情况下需要数百年才能降解的塑料,有望大大推动塑料的回收利用。

新科技:24小时内分解PET塑料

来自媒体的报道指出,研究负责人哈尔·阿尔珀教授表示,他们研制出的新酶主要针对聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET),这种塑料出现在大多数消费品包装上,包括饼干盒、汽水瓶、水果和沙拉包装,以及某些纤维和纺织品中,占全球垃圾总量的12%,数量可能高达数十亿吨。

在最新研究中,阿尔珀等人借助机器学习模型,研制出了名为PETase的天然酶的新突变,预测了哪些突变能在低温下快速解聚废弃塑料,随后研究了51种不同的塑料容器、5种不同的聚酯纤维和织物,以及所有由PET制成的水瓶,证明了其中一种名为FAST-PETase酶的有效性。

相关研究人员指出,这种新的酶变体能够完成一个“循环过程”,即将塑料分解成更小的部分(解聚合),然后用化学方法将其重新组装(再聚合)。在某些情况下,这些塑料可在24小时内被完全分解成单体。

解难题:有望在固废处理行业大显身手

当下,回收利用是减少塑料垃圾的有效方法之一,但在全球范围内,只有不到10%的塑料被回收利用。除了将塑料送进垃圾填埋场外,最常见的处理方法是将其燃烧,但这种方法成本高、能耗高,且排放有害气体。而其他替代工业过程包括糖酵解、热解和/或甲醇解等过程,但这些处理工艺也非常耗能。

而生物解决方案消耗的能量要少得多。在过去的十余年中,科学家们一直在研究用酶回收塑料并取得一定进展。但迄今的难题依然是,如何制造能够在低温下高效运行并更好地大规模使用的酶。最新研究证实,FASTPETase可以在低于50摄氏度的温度下分解塑料。

报道称,研究团队下一步将计划扩大这种酶的生产规模,为工业和环境应用做好准备。研究人员表示,这种酶有望在清理垃圾填埋场等固废处理行业大显身手。为此,他们正在研究多种方法,将这些酶运到野外,以清理受污染的场地。



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