Созданы ферменты, разлагающие пластик всего за сутки

С помощью технологии машинного обучения они разработали соединение, способное уничтожить определенный тип пластика всего за 24 часа. Стабильность нового фермента делает его пригодным для массового производства, передает hightech.plus

Ученые исследуют возможность использования ферментов для переработки пластика более десяти лет, и уже достигли существенных успехов. В 2016 японская команда обнаружила бактерию, которая использует ферменты для переваривания ПЭТ за несколько недель. Отредактированная ее версия, названная ПЭТазой, усилила эффективность соединения, а в 2020 была разработана еще более мощная разновидность ПЭТазы, перерабатывающая пластик в шесть раз быстрее.

Однако не все изъяны этой технологии еще преодолены, пишет New Atlas. В частности, ее распространение тормозит невозможность эффективной работы энзимов при низких температурах и в различных диапазонах кислотности, низкая производительность при переработке неподготовленных отходов и медленные темпы реакции.

Для решения этих проблем команда разработала модель машинного обучения, которая предсказывает, какие мутации в ПЭТазе предпочтительнее. Ученые досконально изучили ряд изделий из ПЭТ — контейнеры, бутылки для воды и ткани — а затем использовали модель для создания и модификации нового фермента. Они называли его FAST-PETase (функциональная, активная, стабильная и устойчивая ПЭТаза).

Новый фермент доказал свою эффективность в переработке пластика при температуре от 30 до 50 °C и в нескольких диапазонах кислотности. Он смог почти полностью разрушить 51 различных необработанных изделий из ПЭТ в течение одной недели, а некоторые из них — всего за 24 часа. Также ученые продемонстрировали замкнутый цикл переработки ПЭТ, в котором FAST-PETase разрушала пластик, а затем из оставшихся мономеров материал заново восстанавливали химическим путем.

Доступный и удобный метод быстрого распада отслужившего свое пластика при низких температурах, как полагают исследователи, можно будет без труда адаптировать к промышленным нуждам. Они подали патентную заявку на свою технологию и надеются, что в скором времени она появится на перерабатывающих предприятиях.