Siêu enzyme mới phân hủy nhựa nhanh gấp 6 lần

[Cupcake01]

Các nhà khoa học đã tạo ra một loại siêu enzyme phân hủy nhựa nhanh gấp 6 lần so với trước đây và có thể đưa vào sử dụng trong vòng một hoặc hai năm tới.

Siêu enzyme mới, có nguồn gốc từ vi khuẩn đã hình thành được khả năng ăn nhựa một cách tự nhiên, mở ra khả năng tái chế hoàn toàn chai nhựa. Các nhà khoa học tin rằng kết hợp nó với các enzyme phân hủy sợi bông cũng có thể cho phép tái chế quần áo bằng vải sợi tổng hợp. Ngày nay, hàng triệu tấn quần áo cũ đang lưu cữu tại bãi rác hoặc bị thiêu hủy.


Chai nhựa chiếm gần một phần 6 sản lượng nhựa hàng năm của thế giới. Ảnh: Alamy Stock.

Rác thải nhựa đã làm ô nhiễm toàn bộ hành tinh, từ Bắc Cực đến các đại dương sâu nhất, và con người đang ăn và hít thở phải các hạt vi nhựa. Rất khó phân hủy chai nhựa cũ thành các hợp chất hoá học để tạo ra chai mới, nghĩa là mỗi năm sẽ có thêm nhiều đồ nhựa mới được làm ra từ dầu mỏ.

Siêu enzyme mới được tổng hợp bằng cách liên kết hai enzyme riêng biệt - hai loại này đều được tìm thấy trong bọ ăn nhựa, phát hiện tại một bãi rác ở Nhật Bản năm 2016. Các nhà nghiên cứu đã chế tạo thành công phiên bản enzyme đầu tiên vào năm 2018, có khả năng phân hủy nhựa trong vài ngày. Nhưng siêu enzyme mới này hoạt động nhanh gấp 6 lần.

Giáo sư John McGeehan của Đại học Portsmouth, Anh, cho biết: “Khi chúng tôi liên kết các enzyme, khá bất ngờ, chúng hoạt động mạnh hơn đáng kể. Đó là một bước tiến trong việc tạo ra các enzyme hoạt động nhanh hơn để ứng dụng trong công nghiệp. Đó cũng sẽ là một trong những điển hình về việc học hỏi từ tự nhiên và ứng dụng trong phòng thí nghiệm".

Công ty Carbios của Pháp đã công bố một loại enzyme khác vào tháng 4, được phát hiện trong một đống lá ủ làm phân bón và có khả năng phân hủy 90% chai nhựa trong vòng 10 giờ, nhưng yêu cầu gia nhiệt trên 70 độ C.

Siêu enzyme mới hoạt động ở nhiệt độ phòng và giáo sư McGeehan cho biết việc kết hợp các cách tiếp cận khác nhau có thể đẩy nhanh tiến độ thương mại hoá: “Nếu chúng tôi có thể tạo ra các enzyme tốt hơn, hoạt động nhanh hơn bằng cách liên kết chúng với nhau và cung cấp cho các công ty như Carbios, hay hợp tác với nhau, chúng tôi sẽ có thể bắt đầu triển khai (thương mại hoá) trong vòng một hoặc hai năm tới".

Nghiên cứu năm 2018 đã chỉ ra cấu trúc của một loại enzyme, được gọi là PETase, có thể tấn công bề mặt tinh thể cứng của chai nhựa. Tình cờ, họ cũng phát hiện ra một phiên bản đột biến hoạt động nhanh hơn 20%. Nghiên cứu mới phân tích một loại enzyme thứ hai - cũng được tìm thấy trong vi khuẩn Nhật Bản - có tác dụng tăng gấp đôi tốc độ phân hủy của các hợp chất hóa học do enzyme thứ nhất giải phóng.

Nghiên cứu mới của các nhà khoa học tại Đại học Portsmouth và 4 viện nghiên cứu của Mỹ được công bố trên chuyên san Proceedings of the National Academy of Sciences.

Nhóm nghiên cứu đang tìm cách tinh chỉnh các enzyme để làm chúng có thể hoạt động nhanh hơn nữa. McGeehan nói: “Tiềm năng là rất lớn. Chúng tôi có hàng trăm loại trong phòng thí nghiệm và đang thử gắn chúng với nhau". Một trung tâm thử nghiệm trị giá 1 triệu bảng hiện đang được xây dựng ở Portsmouth và Carbios hiện đang xây dựng một nhà máy ở Lyon.

Giáo sư McGeehan cho biết kết hợp các enzyme ăn nhựa với các enzyme phân hủy sợi tự nhiên có thể cho phép tái chế hoàn toàn các vật liệu tổng hợp. “Các loại vải sợi tổng hợp (polyester và cotton) rất khó tái chế. Chúng tôi đã trao đổi với một số công ty thời trang lớn có sản xuất những mặt hàng dệt may này, bởi họ đang gặp rất nhiều khó khăn”.

Các nhà vận động nói việc giảm thiểu sử dụng nhựa có vai trò chủ chốt. Những người làm việc trong lĩnh vực tái chế cho biết các vật liệu nhẹ, bền như nhựa rất hữu ích và việc tái chế thực sự là một phần quan trọng trong việc giải quyết vấn đề ô nhiễm.

Các nhà nghiên cứu cũng đã thành công trong việc tìm ra loại bọ ăn một số loại nhựa khác như polyurethane - chất được sử dụng rộng rãi nhưng hiếm khi được tái chế. Khi polyurethane bị phân hủy, nó giải phóng các hóa chất độc hại có thể tiêu diệt hầu hết vi khuẩn, nhưng loài bọ này sử dụng các hợp chất đó để làm thức ăn và cung cấp năng lượng cho quá trình phân hủy.

VietBF @ Sưu tầm