Tədqiqatçılar bizim ən çox çirkləndiricilərimizdən bəzilərini həzm edə və istehlak edə bilən bir ferment müəyyən etdi və dizayn etdilər. plastik təkrar emal və mübarizə üçün ümid verir çirklənmə
Çirkləndirici plastik plastik formasında dünyada ən böyük ekoloji problemdir çirklənmə və bu problemin optimal həlli hələ də çətin olaraq qalır. Ən çox plastik enerji tutumlu texnikalardan istifadə etməklə hasil edilən və emal edilən bərpa olunmayan ehtiyatlar olan neft və ya təbii qazdan hazırlanır. Beləliklə, onların istehsalı və istehsalının özü kövrək ekosistemlər üçün çox dağıdıcıdır. Plastikin məhv edilməsi (əsasən yandırma yolu ilə) havaya, su və torpaq çirklənmə. Son 79 ildə istehsal olunan plastikin təxminən 70 faizi ya poliqonlara, ya da ümumi ətraf mühitə atılıb, yalnız doqquz faizi isə qalan hissəsi yandırılaraq təkrar emal olunur. Bu yandırma prosesi həssas işçiləri xərçəngə səbəb olan maddələr də daxil olmaqla zəhərli kimyəvi maddələrə məruz qoyur. Okeanlarda təxminən 51 trilyon mikroplastik hissəcik olduğu və dəniz canlılarını yavaş-yavaş tükəndirdiyi deyilir. Plastik mikrohissəciklərin bəziləri havada uçur və nəticələnir çirklənmə və bu, bizim onları nəfəs almağımız üçün real bir ehtimaldır. 1960-cı illərdə heç kim proqnozlaşdıra bilməzdi ki, plastiklərin yaranması və populyarlaşması bir gün gözəl okeanlarımızda, havada üzən və qiymətli torpaqlarımıza atılan nəhəng plastik tullantılarla yükə çevriləcək.
plastik qablaşdırma plastiklərin ən böyük təhlükəsi və ən korrupsiyalı istifadəsidir. Amma problem ondadır ki, plastik torba hər yerdə var, hər kiçik məqsəd üçün istifadə olunur və onun istifadəsinə nəzarət yoxdur. Bu cür sintetik plastik bioloji parçalanmır, sadəcə olaraq zibilliklərdə oturur və toplanır və ətraf mühitə töhfə verir. çirklənmə. “Tam plastik qadağası”, xüsusən də qablaşdırmada istifadə olunan polistirol üçün təşəbbüslər var. Bununla belə, bu, arzu olunan nəticələrə gətirib çıxarmır, çünki plastik hələ də quruda, havada və suda hər yerdə mövcuddur və daim böyüyür. Plastik hər zaman çılpaq gözlə görünməyə bilər, amma hər yerdə var! Təəssüf ki, biz plastik materialın təkrar emalı və utilizasiya problemini həll edə bilmirik.
Nəşr olunan bir araşdırmada ABŞ Milli Elmlər Akademiyasının materialları, tədqiqatçılar məlum təbii kəşf ediblər ferment plastiklə qidalanan. Yaponiyadakı bir mərkəzdə təkrar emala göndərilməyə hazır olan tullantılarda tapılan fermentin strukturunu araşdırarkən bu, təsadüfi kəşf idi. Ideonella sakaiensis 201-F6 adlanan bu ferment patentli plastik PET və ya polietilen tereftalatı “yeməyə” və ya “qidalandırmaya” qadirdir və bu, milyonlarla ton plastik şüşələrdə ən çox istifadə olunur. Ferment əsasən bakteriyaya qida mənbəyi kimi plastiği parçalamağa imkan verdi. Hazırda PET və PET-dən hazırlanmış plastik butulkaların ətraf mühitdə yüzlərlə ildən çox qalması üçün təkrar emal həlləri mövcud deyil. Portsmut Universiteti və ABŞ Enerji Departamentinin Milli Bərpa Olunan Enerji Laboratoriyasının (NREL) komandaları tərəfindən aparılan bu araşdırma böyük ümidlər yaradıb.
Orijinal məqsəd bu təbii fermentin (PETase adlanır) üçölçülü kristal quruluşunu müəyyən etmək və bu fermentin tam olaraq necə işlədiyini anlamaq üçün bu məlumatdan istifadə etmək idi. Onlar strukturu aydınlaşdırmaq və ayrı-ayrı atomları görmək üçün günəşdən 10 milyard dəfə daha parlaq olan intensiv rentgen şüalarından istifadə ediblər. Bu cür güclü şüalar fermentin daxili işini başa düşməyə imkan verdi və daha sürətli və daha səmərəli fermentlər yaratmaq üçün düzgün planlar təqdim etdi. PETazanın başqa bir kütinaz fermentinə çox bənzədiyi məlum oldu, ancaq PETazanın xüsusi xüsusiyyəti və insan istehsalı olan polimerləri (təbii olanlar əvəzinə) yerləşdirdiyi düşünülən daha “açıq” aktiv sahəyə malik olması. Bu fərqlər dərhal onu göstərdi ki, PETaz xüsusilə PET tərkibli mühitdə daha çox inkişaf edə bilər və beləliklə, PET-i pisləşdirə bilər. Daha çox kutinaza bənzəmək üçün PETase aktiv sahəsini mutasiya etdilər. Sonrakı tamamilə gözlənilməz bir nəticə oldu, PETase mutantı PET-i təbii PETaz-dan daha yaxşı pisləşdirə bildi. Beləliklə, təbii fermentin qabiliyyətini başa düşmək və təkmilləşdirməyə çalışmaq prosesində tədqiqatçılar təsadüfən PET-i parçalamaqda təbii fermentdən daha yaxşı olan yeni bir fermentin yaradılmasına nail oldular. plastik. Bu ferment həm də polietilen furandikarboksilatı və ya PET plastikləri üçün bio-əsaslı əvəzedici olan PEF-ni parçalaya bilər. Bu, PEF (Polietilen Furanoat) və ya hətta PBS (Polibutilen süksinat) kimi digər substratlarla mübarizə üçün ümid yaratdı. Ferment mühəndisliyi və təkamül alətləri daha da təkmilləşdirmək üçün davamlı olaraq tətbiq oluna bilər. Tədqiqatçılar fermenti təkmilləşdirməyin bir yolunu axtarırlar ki, onun funksiyası güclü iri miqyaslı sənaye qurğusuna daxil edilə bilsin. Mühəndislik prosesi hazırda bio-yuyucu yuyucu vasitələrdə və ya bioyanacaq istehsalında istifadə olunan fermentlərə çox oxşardır. Texnologiya mövcuddur və buna görə də gələcək illərdə sənayenin canlılığına nail olmaq lazımdır.
Bu tədqiqatın bəzi aspektlərini başa düşmək üçün əlavə tədqiqatlara ehtiyac var. Birincisi, ferment daha böyük plastik parçalarını daha kiçik parçalara ayırır, buna görə də plastik şüşələrin təkrar emalını dəstəkləyir, lakin bütün bu plastikin əvvəlcə bərpa edilməsi lazımdır. Bu "kiçik" plastik bərpa edildikdə onları yenidən plastik şüşələrə çevirmək üçün istifadə edilə bilər. Ferment həqiqətən də ətraf mühitdə "gedərək plastik tapa bilməz". Təklif olunan variantlardan biri bu fermenti bəzi bakteriyalara əkmək ola bilər ki, onlar yüksək temperaturlara tab gətirərək plastiği daha yüksək sürətlə parçalaya bilər. Həmçinin, bu fermentin uzunmüddətli təsirini hələ də dərk etmək lazımdır.
Plastik tullantılarla mübarizə üçün belə bir innovativ həllin təsiri qlobal miqyasda çox yüksək olardı. Biz plastikin özünün meydana çıxmasından bəri plastik problemini həll etməyə çalışırıq. Tək plastikdən istifadəni qadağan edən qanunlar var və təkrar emal edilmiş plastik indi hər yerdə üstünlük təşkil edir. Supermarketlərdə plastik çantaların qadağan edilməsi kimi kiçik addımlar belə bütün mediada yayılıb. Məsələ burasındadır ki, özümüzü qorumaq istəyiriksə, tez hərəkət etməliyik planet plastikdən çirklənmə. Baxmayaraq ki, biz uşaqlarımızı da bunu etməyə təşviq etməklə yanaşı, gündəlik həyatımızda təkrar emalı mənimsəməyə davam etməliyik. Bizə hələ də öz fərdi səylərimizlə yanaşı gedə biləcək yaxşı uzunmüddətli həllə ehtiyacımız var. Bu tədqiqat bizim ən böyük problemlərdən birinin həlli üçün başlanğıcdır planet üz-üzədir.
***
Mənbə (lər)
Harry P et al. 2018. Plastiki parçalayan aromatik poliesterazanın xarakteristikası və mühəndisliyi. Milli Elmlər Akademiyasının Materialları. https://doi.org/10.1073/pnas.1718804115
***
