აუცილებლად გექნებათ შენიშნული, თუ რა მასშტაბებს აღწევს პლასტმასით დაბინძურება და მეცნიერებიც მუხლჩაუხრელად მუშაობენ, რათა მიაგნონ პლასტმასის იმგვარად გამოყენების გზებს, რომ მან გარემოს გრძელვადიანი ზიანი არ მიაყენოს.
ახალ კვლევაში მეცნიერებმა გამოიყენეს ფერმენტის სპეციალურად შექმნილი ვარიანტი, რომელიც დიდად ამცირებს პლასტმასის კომპონენტების დაშლისთვის საჭირო დროს.
მის შემქმნელ მკვლევართა ჯგუფის განცხადებით, ამ ვარიანტის ფერმენტის გამოყენება შეგვიძლია პლასტმასით დაბინძურებული ადგილების გასასუფთავებლადაც კი.
ცდებში, პოლიმერული პოლიეთილენტერეფტალატისგან (PET) დამზადებული პროდუქტები ერთ კვირაში დაიშალა და ზოგიერთ შემთხვევებში, 24 საათშიც; ამ სახის პროდუქტთა ნარჩენები ძლიერ აბინძურებს გარემოს.
„მრეწველობაში ამ მოწინავე პროცესის გადამუშავებისთვის გამოყენების შესაძლებლობები უსაზღვროა. ნარჩენების მენეჯმენტის ინდუსტრიის მიღმა, ის ყოველი სექტორის კორპორაციებსაც სთავაზობს საკუთარი პროდუქტთა გადამუშავების შესაძლებლობებს“, — ამბობს ტეხას-ოსტინის უნივერსიტეტის ქიმიკოს-ინჟინერი ჰალ ალპერი.
მკვლევართა ჯგუფმა ფერმენტს FAST-PETase უწოდა. მათ ის ბუნებრივი PETase-ისგან შექმნეს, რომელიც ბაქტერიებს PET პლასტმასის დაშლის საშუალებას აძლევს. მანქანური სწავლების გამოყენებით, მკვლევრებმა ის ისე შეცვალეს, რომ განევითარებინა ხუთი მუტაცია, რომელიც მას პლასტმასის უფრო სწრაფად დაშლის საშუალებას მისცემდა სხვადასხვა გარემო პირობებში.
მას შემდეგ, რაც ფერმენტის ამ ვარიანტმა საკუთარი საქმე გააკეთა და პლასტმასი საბაზისო მოლეკულურ ერთეულებამდე დაშალა (დეპოლიმერიზაცია), მკვლევრებმა აჩვენეს, რომ ქიმიური პროცესის გამოყენებით, შეეძლოთ პლასტმასის კვლავ აღდგენა და ახალი პროდუქტების საწარმოებლად.
FAST-PETase-ის შესაქმნელად გამოიყენეს 51 სხვადასხვა სახის უკვე გამოყენებული პლასტმასის კონტეინერი, ხუთი სხვადასხვა პოლიეთერის ბოჭკო და PET-ისგან დამზადებული ქსოვილები და წყლის ბოთლები.
ყველა ამ პროდუქტზე ჩატარებულ ტესტებში, ფერმენტის ვარიანტმა ეფექტიანობა დაამტკიცა, თანაც 50 გრადუს ცელსიუსზე დაბალ ტემპერატურაზე.
„როდესაც გარემოს გასუფთავების მიზნით გამოყენებას ეხება საქმე, საჭიროა ფერმენტი, რომელიც გარემოში გარემომცველ ტემპერატურაზე მუშაობს. სწორედ ამ საჭიროებაში აქვს ჩვენს ტექნოლოგიას უზარმაზარი სამომავლო უპირატესობა“, — ამბობს ალპერი.
PET-ი მრავალ სამომხმარებლო შეფუთვაში გამოიყენება, ქსოვილებიდან დაწყებული, გაზიანი სასმელების ბოთლებით დამთავრებული. მასზე მოდის გლობალური დაბინძურების 12 პროცენტი. ყველაზე ცუდი კი ის არის, რომ გლობალურად, პლასტმასის მხოლოდ 10 პროცენტზე ნაკლები გადამუშავდება ხელახლა.
FAST-PETase-ის შექმნა შეიძლება გამოსავალი იყოს. მკვლევართა განცხადებით, ის შედარებით იაფი, მოხერხებული და მასშტაბში ადვილად გასაზრდელია საჭირო სამრეწველო დონეებამდე.
ამჟამად, პლასტმასის მოშორების ყველაზე გავრცელებული მეთოდია მისი ნაგავსაყრელებზე გადაყრა, სადაც ის ძალიან ნება იშლება, ანდაც დაწვა, რაც ძვირიც ჯდება და ატმოსფეროსაც აბინძურებს. აშკარაა, რომ გადაუდებლად საჭიროა ალტერნატიული სტრატეგიები.
„ეს კვლევა წარმოაჩენს სხვადასხვა დისციპლინის ერთად მუშაობის ძალაუფლებას, სინთეტიკური ბიოლოგიიდან და ქიმიური ინჟინერიიდან დაწყებული, ხელოვნური ინტელექტით დამთავრებული“, — ამბობს ტეხას-ოსტინის უნივერსიტეტის ბიოქიმიკოსი ენდრიუ ელინგტონი.
კვლევა ჟურნალ Nature-ში გამოქვეყნდა.
მომზადებულია news.utexas.edu-სა და ScienceAlert-ის მიხედვით.
