Ученые нашли дешевый способ производства полиэстера из отходов с помощью ферментов

По словам исследователей, технологии машинного обучения открыли новые методы переработки прочных полимеров без предварительной подготовки.

Ученые Национальной лаборатории возобновляемых источников энергии (NREL) в США предложили новые варианты для переработки полиэтилентерефталата (ПЭТ) с помощью ферментов. Специалисты считают, что таким образом получение пластмассы из вторсырья станет дешевле, чем выпуск нового пластика из нефти, сообщает Tech Xplore.

По словам старшего научного сотрудника NREL Грега Бекхэма, существующие методы деполимеризации ПЭТ-пластика требуют энергоемкой и дорогостоящей предварительной обработки, из-за чего большая часть такой продукции попадает на свалки. Концепция ферментативной переработки ПЭТ известна с 2005 года, но на мировую арену она вышла в 2016 году после того, как японские ученые сделали неожиданное открытие.

Бактерия Ideonella sakaiensis незаметно выделяла ферменты, которые разлагали старые пластиковые бутылки из-под напитков, разбросанные повсюду. Микроорганизм превращал ПЭТ-тару в базовые компоненты — терефталевую кислоту и этиленгликоль.

Несмотря на перспективы, идея промышленной переработки полиэтилентерефталатов с помощью ферментов столкнулась с барьером. Бактерии хорошо справлялись только с так называемым аморфным ПЭТ, но не могли быстро разрушать кристаллические разновидности полимера, из которых делается 90% продукции, включая синтетические волокна в одежде и все те же бутылки.

Для эффективной переработки материалы приходилось нагревать до высоких температур, что делало процесс энергоемким и невыгодным. Чтобы обойти проблему, в NREL создали вычислительную модель для изучения ферментов, разрушающих пластик. Тестирование проанализировало более 250 млн белковых соединений и показало, что 36 из них способны разлагать ПЭТ, причем 24 из них ранее не были описаны в научной литературе.

В последующих экспериментах команда отметила, что некоторые из ферментов, отмеченных их методами машинного обучения, были одинаково эффективны при разрушении кристаллического и аморфного ПЭТ. Эти вещества не нуждались в предварительной обработке, чтобы ослабить связи пластика.

«За счет отказа от предварительной обработки технология может обеспечить переработку ПЭТ в промышленных масштабах, что на самом деле дешевле, чем производство первичного ПЭТ с использованием нефти. Более того, это может снизить попутную энергию и выбросы парниковых газов», — добавил Грег Бекхэм. Ранее Plus-one.ru рассказывал об исследовании, в ходе которого ученые превратили выбросы металлургического производства в биопластик с помощью кишечной палочки.

Подписывайтесь на наш канал в Telegram