Các nhà khoa học đến từ đại học Texas, Austin đã tạo ra một loại enzyme có thể phân hủy rác thải nhựa PET trong vòng một tuần hay thậm chí là 24 giờ thay vì nhiều thế kỷ để phân hủy tự nhiên. Loại enzyme này mở ra nhiều khả năng trong nhiều ngành công nghiệp khác nhau để có thể đẩy nhanh quá trình tái chế rác thải nhựa cũng như bảo vệ môi trường.
Nhóm nghiên cứu gọi enzyme này là FAST-PETase (Functional, Active, Stable, Tolerant PETase) trong đó PETase là lớp enzyme esterase có chức năng xúc tác quá trình thủy phân nhựa polyethylene terephthalate (PET) thành monomeric (đơn vị cấu tạo đa phân tử polymer) mono-2-hydroxyethyl terephthalate (MHET). Họ phát triển loại enzyme này từ một enzyme PETase tự nhiên cho phép các vi khuẩn phân hủy nhựa PET và sửa đổi enzyme bằng cách sử dụng thuật toán máy học (Machine Learning) để xác định 5 đột biến có thể đẩy nhanh quá trình phân hủy nhựa trong nhiều điều kiện môi trường khác nhau.
Một khi biến thể enzyme đã hoàn tất quá trình phân hủy nhựa thành các đơn vị phân tử cơ bản (khử polymer) thì các nhà nghiên cứu đã thử ghép các phân tử nhựa này trở lại với nhau (polymer hóa) để tạo thành sản phẩm nhựa mới thông qua các quy trình hóa học.
![[IMG]](https://photo2.tinhte.vn/data/attachment-files/2022/05/5972590_011_FAST-PETase.jpg)
Họ đã sử dụng 51 chiếc hộp nhựa khác nhau, 5 loại sợi polyester khác nhau và các loại chai nhựa, vải nhựa làm từ PET. Qua thử nghiệm, các biến thể enzyme cho thấy nó phân hủy nhựa rất hiệu quả ở nhiệt độ dưới 50 độ C. Như vậy, enzyme FAST-PETase có lợi thế lớn trong tương lai khi được sử dụng cho các ứng dụng làm sạch môi trường bởi nó phát huy tác dụng ngay ở ngưỡng nhiệt độ môi trường, kỹ sư hóa học Hal Alper tại đại học Texas cho biết.
Nhựa PET được sử dụng trong rất nhiều bao bì tiêu dùng, từ hàng dệt may cho đến chai soda. Chỉ riêng PET chiếm khoảng 12% tổng lượng rác thải toàn cầu và đáng nguy hại hơn là có chưa đến 10% tổng lượng rác thải nhựa trên toàn cầu được tái chế.
Các nhà nghiên cứu cho biết FAST-PETase khá rẻ, dễ bảo quản, vận chuyển và không khó để có thể tăng tỉ lệ để sử dụng trong quy mô công nghiệp.
Hiện tại, phương pháp phổ biến nhất để xử lý rác thải nhựa đó là chôn lấp để nhựa phân hủy tự nhiên nhưng tốc độ rất chậm hoặc đốt - một quy trình vừa hao tốn nhiên liệu vừa gây ô nhiễm môi trường bởi khí thải độc hại. Vì vậy, thế giới vẫn đang tìm kiếm các phương pháp hiệu quả và an toàn hơn để xử lý rác thải nhựa.
Theo: ScienceAlert
Nhóm nghiên cứu gọi enzyme này là FAST-PETase (Functional, Active, Stable, Tolerant PETase) trong đó PETase là lớp enzyme esterase có chức năng xúc tác quá trình thủy phân nhựa polyethylene terephthalate (PET) thành monomeric (đơn vị cấu tạo đa phân tử polymer) mono-2-hydroxyethyl terephthalate (MHET). Họ phát triển loại enzyme này từ một enzyme PETase tự nhiên cho phép các vi khuẩn phân hủy nhựa PET và sửa đổi enzyme bằng cách sử dụng thuật toán máy học (Machine Learning) để xác định 5 đột biến có thể đẩy nhanh quá trình phân hủy nhựa trong nhiều điều kiện môi trường khác nhau.
Một khi biến thể enzyme đã hoàn tất quá trình phân hủy nhựa thành các đơn vị phân tử cơ bản (khử polymer) thì các nhà nghiên cứu đã thử ghép các phân tử nhựa này trở lại với nhau (polymer hóa) để tạo thành sản phẩm nhựa mới thông qua các quy trình hóa học.
Họ đã sử dụng 51 chiếc hộp nhựa khác nhau, 5 loại sợi polyester khác nhau và các loại chai nhựa, vải nhựa làm từ PET. Qua thử nghiệm, các biến thể enzyme cho thấy nó phân hủy nhựa rất hiệu quả ở nhiệt độ dưới 50 độ C. Như vậy, enzyme FAST-PETase có lợi thế lớn trong tương lai khi được sử dụng cho các ứng dụng làm sạch môi trường bởi nó phát huy tác dụng ngay ở ngưỡng nhiệt độ môi trường, kỹ sư hóa học Hal Alper tại đại học Texas cho biết.
Nhựa PET được sử dụng trong rất nhiều bao bì tiêu dùng, từ hàng dệt may cho đến chai soda. Chỉ riêng PET chiếm khoảng 12% tổng lượng rác thải toàn cầu và đáng nguy hại hơn là có chưa đến 10% tổng lượng rác thải nhựa trên toàn cầu được tái chế.
Các nhà nghiên cứu cho biết FAST-PETase khá rẻ, dễ bảo quản, vận chuyển và không khó để có thể tăng tỉ lệ để sử dụng trong quy mô công nghiệp.
Hiện tại, phương pháp phổ biến nhất để xử lý rác thải nhựa đó là chôn lấp để nhựa phân hủy tự nhiên nhưng tốc độ rất chậm hoặc đốt - một quy trình vừa hao tốn nhiên liệu vừa gây ô nhiễm môi trường bởi khí thải độc hại. Vì vậy, thế giới vẫn đang tìm kiếm các phương pháp hiệu quả và an toàn hơn để xử lý rác thải nhựa.
Theo: ScienceAlert
