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酶變體可“吃掉”數十億噸塑料垃圾

發布時間:2022-05-05 10:21:00來源: 科技日報

  科技日報訊(記者劉霞)美國德克薩斯大學奧斯汀分校的科學家在最新一期《自然》雜誌上撰文指出,他們(men) 研製出了一種新的酶變體(ti) FAST-PETase,它能在幾小時到幾天內(nei) 分解正常情況下需要數百年才能降解的塑料,有望大大推動塑料的回收利用,真正拉開塑料循環經濟的大幕。

  最新研究負責人哈爾·阿爾珀教授表示,他們(men) 研製出的新酶主要針對聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET),這種塑料出現在大多數消費品包裝上,包括餅幹盒、汽水瓶、水果和沙拉包裝,以及某些纖維和紡織品中,占全球垃圾總量的12%,數量可能高達數十億(yi) 噸。

  在最新研究中,阿爾珀等人借助機器學習(xi) 模型,研製出了名為(wei) PETase的天然酶的新突變,預測了哪些突變能在低溫下快速解聚廢棄塑料,隨後研究了51種不同的塑料容器、5種不同的聚酯纖維和織物,以及所有由PET製成的水瓶,證明了其中一種名為(wei) FAST-PETase酶的有效性。

  研究人員指出,新的酶變體(ti) 能夠完成一個(ge) “循環過程”,將塑料分解成更小的部分(解聚合),然後用化學方法將其重新組裝(再聚合)。在某些情況下,這些塑料可在24小時內(nei) 被完全分解成單體(ti) 。

  回收利用是減少塑料垃圾最好的方法,但在全球範圍內(nei) ,隻有不到10%的塑料被回收利用。除了將塑料扔進垃圾填埋場外,最常見的處理方法是將其燃燒,但這種方法成本高、能耗高,且會(hui) 向空氣中排放有害氣體(ti) 。其他替代工業(ye) 過程包括糖酵解、熱解和/或甲醇解過程,但這些處理工藝也非常耗能。

  而生物解決(jue) 方案消耗的能量要少得多。在過去15年中,科學家們(men) 一直在研究用酶回收塑料並取得一定進展。但迄今還沒有人弄清楚如何製造能夠在低溫下高效運行從(cong) 而可以更好地大規模使用的酶。最新研究證實,FAST PETase可以在低於(yu) 50攝氏度的溫度下分解塑料。

  接下來,該團隊計劃擴大這種酶的生產(chan) 規模,為(wei) 工業(ye) 和環境應用作好準備。研究人員表示,這種酶有望在清理垃圾填埋場等廢物處理行業(ye) 大顯身手。為(wei) 此,他們(men) 正在研究多種方法,將這些酶運到野外,以清理受汙染的場地。

(責編: 李雨潼)

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