Учёные создали мутантный фермент, который за несколько часов расщепляет пластиковые бутылки для дальнейшей переработки. Фермент, который обнаружили в компостной куче из листьев, расщепляет бутылки на составляющие, которые затем можно использовать, чтобы создавать новую тару. Существующие технологии переработки обычно производят пластик не подходящий для того, чтобы делать из него новые бутылки.
Компания Carbios, стоявшая за прорывом, заявила, что она планирует организовать переработку пластика в промышленных масштабах в ближайшие пять лет. Чтобы ускорить развитие, она начала работать в партнёрстве с такими корпорациями как Pepsi и L’Oréal. Независимые эксперты называли новый фермент серьёзным достижением.
Миллиарды тонн пластиковых отходов загрязнили планету – пластик находят и в Арктике, и на дне Марианской впадины (а для морской жизни он особенно опасен). Активистки и активисты говорят, что самое важное – это сократить количество используемого пластика, но Carbios уверяет, что прочный и лёгкий материал, каковым по сути является пластик, имеет много преимуществ, а настоящая его переработка – это тоже часть решения проблемы.
Новый фермент был обнаружен в ходе исследования, результаты которого недавно опубликовали в журнале Nature. Работа началась с проверки 100 тысяч микроорганизмов среди многообещающих кандидатов, в том числе особых компостных насекомых, впервые обнаруженных в 2012 году.
«Мы совершенно позабыли о них, но они оказались наилучшим решением», - говорит профессор Ален Марти из университета Тулузы – французского центра исследований и сотрудничества между высшими учебными заведениями.
Ученые проанализировали фермент и внесли в него мутации, чтобы улучшить его способность разрушать пластиковый ПЭТ, из которого изготовлены бутылки для напитков. Они также сделали так, чтобы он сохранял стабильность при 72°С – температуре, близкой к идеальной для быстрого разщепления.
Команда использовала оптимизированный фермент для разрушения тонны пластиковых бутылок. В результате они расщепились на 90% в течение 10 часов. Затем ученые использовали полученный материал для создания новых пластиковых бутылок, которые могут быть тарой для напитков.
Carbios заключил сделку с компанией Novozymes, которая занимается биотехнологиями, на масштабное производство нового фермента с использованием грибов. При этом стоимость фермента составляет всего 4% от стоимости первичного пластика, изготовленного из нефти.
Использованные бутылки также должны быть размолоты и нагреты перед добавлением фермента, поэтому переработанный ПЭТ будет дороже, чем первичный пластик. Но Мартин Стефан, заместитель генерального директора Carbios, говорит, что существующий низкокачественный переработанный пластик продается с наценкой из-за нехватки сырья.
«Мы первая компания, которая представила эту технологию на рынке, - сказал Стефан. - Наша цель – выйти на промышленные масштабы к 2024-2025 годам».
Он также подчёркивает, что сокращение использования пластика было одной из составляющих решения проблемы отходов: «Но мы все знаем, что пластик приносит большую ценность для общества в пищевой промышленности, медицинском обслуживании, транспортной сфере. Проблема заключается в пластиковых отходах».
По словам Стефана, ключевое значение имеет рост сбора пластиковых отходов, так как около половины всего пластика попадает в окружающую среду или на свалку.
В 2018 году другая группа ученых показала, что она случайно создала фермент, который расщепляет пластиковые бутылки из-под напитков. Профессор Джон Макгихан, директор Центра инновационных ферментов в Университете Портсмута, сказал, что Carbios – это ведущая компания, разрабатывающая ферменты для разложения ПЭТ в серьёзных масштабах, и что новое исследование стало серьезным достижением.
«Это делает возможной настоящую промышленную биологическую переработку ПЭТ. Это очень большой прогресс с точки зрения скорости процесса, его эффективности и устойчивости к нагреву», - сказал Макгиан. - Этот фермент представляет собой значительный шаг вперед для по-настоящему циклической переработки ПЭТ и способен снизить нашу зависимость от нефти, сократить выбросы углерода и использование энергии, а также стимулировать сбор и переработку пластиковых отходов».
Ученые также делают успехи в поиске биологических способов расщеплять другие основные виды пластмасс. В марте немецкие исследователи обнаружили насекомое, которое питается токсичным полиуретаном, а более ранняя работа показала, что личинки восковой моли – обычно разводимые как рыбная приманка – могут есть полиэтиленовые мешки.