May 27, 2021

אנזימים מפולימרים למאכל הופכים פלסטיקים מתכלים ליצירתיים באמת

השאר הודעה

פלסטיק מתכלה מתפרסם כאחד הפתרונות לבעיית זיהום הפלסטיק הפוקד את העולם, אך ה-" של היום; ה-" של הקומפוסט; שקיות ניילון, כלי שולחן ומכסי כוסות לא יתפרקו במהלך תהליך קומפוסט טיפוסי, ויזהמו ממחזרים אחרים. פלסטיקה גורמת לצרות למחזרים. רוב הפלסטיקים הקומפוסטיים עשויים בעיקר מפוליאסטר הנקרא חומצה פולילקטית (PLA), אשר בסופו של דבר מוטמנת, ואורך חייו ארוך כמו פלסטיק קבוע.

Experimental result

מדענים מאוניברסיטת קליפורניה בברקלי המציאו כעת שיטה להקל על הפירוק של פלסטיק קומפוסט. הם יכולים להתפרק תוך מספר שבועות עם חימום ומים בלבד, ופתרון בעיה שתמהה את תעשיית הפלסטיק ואנשי הסביבה. טינג שו, פרופסור במחלקה למדעי החומר והנדסת המחלקה לכימיה באוניברסיטת קליפורניה, ברקלי, אמר:" אנשים מוכנים כעת לעבור להשתמש בפולימרים מתכלים לטיפול בפלסטיק חד פעמי, אך אם מתברר שהיא גורמת ליותר בעיות ממה שהיא שווה, ואז המדיניות עשויה להידרדר, וכעת נוכל לפתור את הבעיה המתמשכת של פלסטיק חד פעמי שאינו מתכלה." שו הוא הכותב הבכיר של מאמר המתאר את התהליך הזה, שיופיע בכתב העת Nature.


תיאורטית, טכנולוגיה חדשה זו צריכה להיות מיושמת על סוגים אחרים של פלסטיק פוליאסטר, וייתכן שתוכל ליצור מיכלי פלסטיק ניתנים לקומפוסט. מיכלים אלה עשויים כיום מפוליאתילן, פולי-אלפין שאינו מתכלה. שו סבור שפלסטיקים פוליאולפינים מומרים בצורה הטובה ביותר למוצרים בעלי ערך גבוה יותר ולא לקומפוסט. הוא בוחן כיצד להמיר פלסטיק מפוליאולפן ממוחזר לשימוש חוזר.

Temperature effect

התהליך החדש כולל הטמעת אנזימים אוכלים פוליאסטר בתהליך ייצור הפלסטיק. אנזימים אלה מוגנים על ידי ציפוי פולימרי פשוט על מנת למנוע את התפרקות האנזימים והופכים חסרי תועלת. כאשר הוא נחשף לחום ולמים, האנזים נפטר מחבילת הפולימר שלו ומתחיל לפרק את הפולימר הפלסטי לחלקיו המרכיבים. במקרה של חומצה פולילקטית, היא מופחתת לחומצה לקטית, שיכולה להיות מיקרואורגניזמים בקרקע בקומפוסט. ספק תזונה. ציפוי הפולימר יושפל גם הוא.

Edible polymer enzymes

תהליך זה מבטל את המיקרו-פלסטיקה, שהם תוצרי לוואי של תהליכי פירוק כימיים רבים והם עצמם מזהמים. עד 98% מהפלסטיק המיוצר בטכנולוגיית Xu' יתפרק למולקולות קטנות. אחד ממחברי המחקר, אהרון הול, סטודנט לשעבר לתואר דוקטור באוניברסיטת קליפורניה בברקלי, הקים חברה לפיתוח נוסף של פלסטיק מתכלה זה.


פלסטיק נועד לא להתפרק במהלך שימוש רגיל, אך המשמעות היא גם שהם לא יתפרקו לאחר השלכתם. לפלסטיק העמיד ביותר יש מבנה מולקולרי כמעט דמוי קריסטל. סיבי הפולימר מסודרים כל כך בחוזקה, עד שמים אינם יכולים לחדור אליהם, שלא לדבר על המיקרואורגניזמים העלולים למחוץ את הפולימר, שהוא מולקולה אורגנית.


אנזימים כגון ליפאז (כדור ירוק) יכולים להשפיל פולימרים פלסטיים מפני השטח. אבל הם חתכו את שרשרת הפולימר כרצונם והשאירו אחריהם מיקרו-פלסטיק. צוות באוניברסיטת קליפורניה בברקלי הטמיע אנזימים ברחבי הפלסטיק, מוגנים על ידי ננו-אשכולות. האנזים המוטבע מקובע בסופו של סוף שרשרת הפולימר ומשפיל את מולקולות הפולימר מהקצה בתנאי חום ולחות תקינים. טכנולוגיה זו שומרת על שלמות הפלסטיק במהלך השימוש, אך כאשר המשתמש מפעיל דפולימריזציה, הפלסטיק יהפוך תמיד לתוצר לוואי של מולקולה קטנה הניתנת למחזור.

result

שלח החקירה