Hy vọng tái chế enzyme tiêu thụ nhựa

0
8077

Các nhà nghiên cứu đã cải tiến loại enzyme tự nhiên có khả năng tiêu thụ một số loại nhựa ô nhiễm phổ biến nhất.

PET, loại nhựa được sử dụng trong chai nước, phải mất hàng trăm năm để phân hủy trong môi trường. Enzyme được biến đổi có tên là PETase, có thể phân hủy vật liệu tương tự chỉ trong vài ngày. Loại enzyme này sẽ cách mạng hóa quy trình tái chế, cho phép tái sử dụng nhựa hiệu quả hơn. Mỗi năm, người tiêu dùng ở Anh sử dụng khoảng 13 tỷ chai nhựa nhưng có đến hơn 3 tỷ chai không được tái chế.

Vi khuẩn được phát hiện trong bãi rác

Enzyme được phát hiện đầu tiên tại Nhật Bản do vi khuẩn ăn nhựa PET sản sinh. Vi khuẩn Ideonella sakaiensis sử dụng nhựa làm nguồn năng lượng chính. Theo báo cáo của các nhà nghiên cứu vào năm 2016, họ đã phát hiện ra chủng khuẩn sống trong các trầm tích tại địa điểm tái chế chai nhựa ở thành phố cảng Sakai.

John McGeehan, đồng tác giả nghiên cứu mới cho biết: “PET xuất hiện với khối lượng lớn trong 50 năm qua, nên thật ra đây không phải là khoảng thời gian quá dài cho vi khuẩn tiến hóa để có thể ăn những thứ do con người tạo ra. Vi khuẩn phải tiến hóa hàng triệu năm mới ăn được nhựa PET”. Khả năng ăn nhựa PET của vi khuẩn là khá bất ngờ và một nhóm các nhà khoa học quốc tế đang xác định cách enzyme PETase tiến hóa.

Ăn nhựa

Mô hình enzyme 3D có độ phân giải cao được tạo ra bằng cách sử dụng chùm tia X mạnh tại cơ sở nghiên cứu khoa học synchrotron quốc gia của Anh có tên là Diamond Light Source ở Oxfordshire.

Khi tìm hiểu cấu trúc, các nhà khoa học nhấn mạnh có thể nâng cao hiệu quả của PETase bằng cách điều chỉnh một số dư lượng chất trên bề mặt. Enzyme tự nhiên vẫn chưa được tối ưu hóa hoàn toàn và có thể được điều chỉnh. PETase cũng đã được thử nghiệm trên nhựa PEF, chất thay thế PET có nguồn gốc thực vật được đề xuất cũng phân hủy chậm trong tự nhiên. GS. McGeehan cho biết: “Chúng tôi hoàn toàn bất ngờ khi thực hiện thử nghiệm dó vì trên thực tế, nó hoạt động trên PEF hiệu quả hơn PET”.
Đóng vòng lặp

Polyester được sản xuất từ dầu mỏ theo quy trình công nghiệp và được sử dụng rộng rãi trong chai nhựa và quần áo. Các quy trình tái chế hiện nay có nghĩa là vật liệu polyester có chất lượng giảm sút theo đường xoắn ốc, làm mất đi một số tính chất mỗi khi vật liệu trải qua chu kỳ tái chế. Chai nhựa trở thành bông, tiếp đến là thảm, sau đó, chúng thường được đưa đến bãi chôn lấp. PETase đảo ngược quy trình sản xuất, đưa polyester thành các khối vật liệu sẵn sàng để tái sử dụng.

  1. McGeehan cho biết: “Chúng có thể được sử dụng để sản xuất nhựa mà không cần dùng dầu mỏ. Do đó, về cơ bản chúng ta khép lại vòng lặp. Chúng tôi đã có phương pháp tái chế phù hợp”.

Phải mất vài năm nữa để triển khai sản xuất enzyme trên quy mô lớn. Enzyme này sẽ cần phân hủy PET nhanh hơn vài ngày thời gian hiện nay trước khi trở thành lựa chọn khả thi về mặt kinh tế cho triển vọng tái chế. Kết quả nghiên cứu bước đầu đánh dấu sự thay đổi trong hoạt động quản lý nhựa.

N.P.D (NASATI), theo http://www.bbc.com/news/science-environment-43783631,