Para ilmuwan sekali lagi mengumumkan cara baru penguraian plastik

2024 Pengarang: Seth Attwood | [email protected]. Terakhir diubah: 2023-12-16 16:08

Para ilmuwan secara tidak sengaja menemukan zat yang menguraikan plastik dalam beberapa hari. Mereka berencana untuk memfokuskan upaya mereka pada perbaikan lebih lanjut - mereka sudah memiliki ide tentang bagaimana mempercepat dekomposisi dengan faktor 100.

Para ilmuwan telah menciptakan enzim yang dapat menghancurkan plastik, dan bekerja sangat baik dengan botol plastik. Pencapaian ini akan membantu mengatasi sejumlah besar plastik yang mencemari planet ini. Mereka melaporkan hasilnya dalam jurnal Proceedings of the National Academy of Sciences.

Pada 2016, bakteri yang mampu menyerap plastik ditemukan di tempat pembuangan sampah di Jepang. Prosesnya, yang biasanya memakan waktu berabad-abad, memakan waktu beberapa hari. Sekarang para ilmuwan telah berhasil menentukan struktur enzim yang mereka gunakan untuk ini, dan mensintesisnya. Ketika tim menguji enzim, ternyata mampu menangani polietilen tereftalat (PET) yang digunakan dalam botol minuman bahkan lebih baik dari aslinya.

“Ternyata kami meningkatkan enzim. Kami sedikit terkejut,”kata Profesor John McGehan dari Universitas Portsmouth di Inggris. "Ini adalah penemuan nyata."

Dengan demikian, para peneliti berharap mereka dapat memperbaikinya, membuatnya bekerja lebih cepat.

“Kami berharap dapat menggunakan enzim ini untuk memecah plastik menjadi konstituennya dan kemudian menggunakannya lagi untuk membuat plastik. Artinya tidak akan ada lagi minyak yang dihasilkan dan jumlah plastik di lingkungan dapat dikurangi,” catat McGeehan.

Sekitar satu juta botol plastik terjual setiap menit di dunia. Hanya 14% yang diproses. Banyak dari sisanya berakhir di lautan, mencemari bahkan sudut yang paling terpencil, membahayakan kehidupan laut dan - berpotensi - konsumen makanan laut.

“Plastik ini sangat tahan terhadap degradasi,” jelas McGehan.

Saat ini, botol yang telah didaur ulang digunakan untuk menghasilkan serat buram yang menjadi bahan pakaian dan karpet. Namun berkat penggunaan enzim, mereka dapat digunakan untuk membuat botol plastik baru, menghilangkan kebutuhan untuk memproduksi lebih banyak plastik.

“Kita harus hidup dengan fakta bahwa harga minyak sedikit, itulah sebabnya produksi PET murah,” kata McGehan. "Lebih mudah bagi produsen untuk membuat lebih banyak plastik daripada mencoba mendaur ulangnya."

Untuk memulainya, para peneliti mengidentifikasi struktur enzim yang diproduksi oleh bakteri dari Jepang. Untuk melakukan ini, mereka menggunakan sinkrotron Berlian, yang mampu menghasilkan sinar-X yang kuat, yang memungkinkan untuk melihat struktur atom individu. Enzim itu ditemukan mirip dengan satu bakteri yang biasa digunakan untuk memecah polimer alami cutin, lilin yang sering menutupi kulit buah. Manipulasi enzim saat mempelajari kerjanya secara tidak sengaja menghasilkan peningkatan kemampuannya dalam mendegradasi plastik.

"Ini peningkatan sederhana 20%, tapi bukan itu intinya," kata McGehan. - Apa yang terjadi menunjukkan bahwa enzim belum optimal. Ini memberi kami kesempatan untuk menggunakan semua teknologi yang telah digunakan dalam pengembangan enzim lain selama bertahun-tahun dan menciptakan enzim yang bekerja sangat cepat.”

Salah satu perbaikan yang mungkin adalah mentransplantasikan enzim ke bakteri ekstrofil yang dapat bertahan pada suhu di atas 70 ° C - ia melelehkan PET, dan dalam bentuk cair terurai 10-100 kali lebih cepat. Jamur tertentu juga dapat berkontribusi pada degradasi plastik, tetapi bakteri lebih mudah digunakan untuk keperluan industri.

Bakteri yang saat ini berkembang di lingkungan dapat digunakan untuk membunuh jenis plastik lainnya, kata McGehan. Meskipun sebagian besar plastik ada di lautan, para peneliti berharap akan memungkinkan untuk mengangkut bakteri pemakan plastik ke tumpukan sampah ini.

“Saya pikir ini adalah karya yang sangat menarik yang menunjukkan bahwa ada potensi penggunaan enzim untuk memerangi masalah limbah yang terus meningkat,” kata ahli kimia Oliver Jones. "Enzim tidak beracun, biodegradable dan dapat diperoleh dengan bantuan mikroorganisme dalam jumlah besar."

Larva ngengat lilin dapat bersaing dengan bakteri - mereka baru-baru ini terbukti mampu menyerap plastik dengan kecepatan yang mengesankan. Penemuan itu dibuat secara tidak sengaja - salah satu peneliti, Federica Bertochini, seorang peternak lebah amatir, terlibat dalam menghilangkan parasit dari sarang lebah sarangnya. Bertochini untuk sementara memasukkan ulat yang diekstraksi ke dalam kantong sampah biasa dan setelah beberapa saat menemukan bahwa tidak ada larva.

Bertochini, seorang peneliti di Spanish Institute of Biomedicine and Biotechnology, menjadi tertarik dengan fenomena tersebut dan melakukan eksperimen ilmiah dengan ahli biokimia dari Cambridge. Sekitar seratus larva diambil, dimasukkan ke dalam kantong plastik biasa yang dibeli di toko Inggris, dan menunggu lubangnya muncul. Ternyata, seratus ulat mampu menangani 92 mg polietilen dalam 12 jam.