Damit baut sich Plastik in 24 Stunden ab

Alle Arten von Kunststoffprodukten, die seit dem 20. Jahrhundert aufgetaucht sind, haben unserem Leben viel Komfort gebracht, aber sie haben aufgrund ihrer feuerfesten Eigenschaften auch eine enorme Belastung für die Umwelt, in der wir leben, verursacht.

PET-Kunststoff (wissenschaftlicher Name Polyethylenterephthalat), der 12 % aller weltweiten Abfälle ausmacht, braucht Hunderte von Jahren, um auf natürliche Weise abgebaut zu werden. Heute ist die Mikroplastikverschmutzung in den menschlichen Körper eingedrungen, und es ist dringend erforderlich, die Plastikverschmutzung zu lösen.

Daher versuchen die Menschen seit vielen Jahren, diese weggeworfenen Kunststoffprodukte zu „eliminieren“. Obwohl Recycling der naheliegendste Weg ist, Plastikmüll zu reduzieren, werden weniger als 10 % des Plastiks weltweit recycelt, und der Rest wird entweder auf Mülldeponien geworfen oder verbrannt. Nicht nur die Kosten sind hoch, der Energieverbrauch ist groß, sondern es werden auch giftige Gase produziert.

In verschiedenen Versuchen wie der Pyrolyse und dem Einsatz von Methanol haben Wissenschaftler eine effektive Methode gefunden – den Einsatz von Enzymen zur Zersetzung von Kunststoffabfällen. Vor einigen Jahren entdeckten Forscher in Japan ein plastikfressendes Bakterium, das PET-Plastik innerhalb weniger Wochen durch die Wirkung von Enzymen abbaut.

Danach entwickelten Forscher der University of Portsmouth im Vereinigten Königreich ein stärkeres Enzym namens „PETase“ und kombinierten es mit einem anderen Enzym namens „MHETase“, um ein „PETase“-„Superenzym“ zu bilden, das PET-Kunststoff „fressen“ kann sechsmal schneller.

Vor nicht allzu langer Zeit wurde dieses plastikfressende Enzym wieder stärker. Ein Team der University of Texas hat einige der Mängel des „PETase“-Enzyms verbessert, wie z. B. seine Unfähigkeit, bei niedrigen Temperaturen und unterschiedlichen pH-Bereichen gut zu funktionieren, mangelnde Wirksamkeit bei der direkten Behandlung von unbehandeltem Kunststoffabfall und langsame Reaktion mal. Warte.

Um das Enzym „PETase“ stärker zu machen, entwickelten die Forscher ein maschinelles Lernmodell, das vorhersagt, welche Mutationen im Enzym Hindernisse beseitigen können, etwa wie schnell die nach dem Verzehr zurückbleibenden Abfallprodukte bei niedrigen Temperaturen aus Kunststoff depolymerisiert werden.

Mithilfe von maschinellen Lernvorhersagen und Forschungsergebnissen entwarfen die Forscher ein Enzym mit besserer Funktion, Aktivität, Stabilität und Toleranz namens „FAST-PETase“.

In Tests baute das Enzym „FAST-PETase“ innerhalb einer Woche 51 verschiedene verbrauchergenerierte Kunststoffbehälter, 5 verschiedene Polyesterfasern und -gewebe sowie Wasserflaschen aus PET fast vollständig ab. In einigen Experimenten baute es sogar Plastik in nur 24 Stunden ab.

Durch Tests haben Forscher seine Wirksamkeit bestätigt. Zudem wird das Enzym „FAST-PETase“ nicht nur schneller abgebaut, sondern ist auch bei Temperaturen unter 50 Grad Celsius funktionsfähig und damit breiter einsetzbar.

Als nächstes plant das Team, die Produktion des Enzyms in Vorbereitung auf industrielle und ökologische Anwendungen zu erweitern. Forscher haben Patentanmeldungen für die Technologie eingereicht und planen mehrere verschiedene Anwendungen, wie die Reinigung von Mülldeponien; Umweltsanierung.

Die Auswirkungen von Kunststoffabfällen auf uns waren zu lange zu groß. Das Auftauchen des Enzyms „FAST-PETase“ ist eine gemeinsame Weisheit verschiedener Disziplinen wie der synthetischen Biologie, der chemischen Verfahrenstechnik und der künstlichen Intelligenz. Es ist auch ein gangbarer Weg dorthin Umgang mit Plastikverschmutzung. Mit seiner Kraft soll die Verschmutzung durch Plastikprodukte nach und nach in unserer Umwelt verschwinden.

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