Чергова надія на подолання частини екологічних проблем з’явилася завдяки розробці Університету Техасу. Вони наблизилися до ідеї розкладання пластикових відходів на молекули за допомогою ферментів. У пошуках вченим допоміг штучний інтелект. За допомогою технології машинного навчання вони розробили з’єднання, здатне знищувати пластик за 24 години. Стабільність нового ферменту робить його придатним для масового виробництва.
Деталі дослідження
- Вчені досліджують можливість використання ферментів для перероблювання пластику понад десять років, і вже досягли істотних успіхів.
- У 2016 японська команда виявила бактерію, яка використовує ферменти для перетравлення ПЕТ протягом декількох тижнів.
- Відредагована її версія, названа Петазою, посилила ефективність, а в 2020 був розроблений ще більш потужний різновид Петази, який “працює” вшестеро швидше.
- Однак метод все ще мав певні вади. Наприклад, бактерія могла працювати лише з певної температури та кислотності, а при виході за рамки продуктивність її сильно падала. Це робило неможливим її використання у багатьох частинах планети.
Для розв’язання цих проблем команда розробила модель машинного навчання, яка прогнозує найкращі мутації в Петазі. Вчені вивчили ряд виробів з ПЕТ-контейнерів, пляшок для води й тканин, а потім застосували модель для створення і модифікації нового ферменту. Вони називали його FAST-PETase (функціональна, активна, стабільна і стійка Петаза).
Результати
- Новий фермент довів свою ефективність у переробленні пластику при температурі від 30 до 50 градусів Цельсія і в декількох діапазонах кислотності.
- Він зміг майже повністю зруйнувати 51 різний необроблений виріб з ПЕТ протягом одного тижня, а деякі з них — всього за 24 години.
- Також вчені продемонстрували замкнутий цикл перероблення ПЕТ, у якому FAST-PETase руйнувала пластик, а потім з решти мономерів матеріал заново відновлювали хімічним шляхом.
Вони подали патентну заявку на свою технологію і сподіваються, що незабаром вона з’явиться на переробних підприємствах.
Джерело