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    科學家研發出新型速效酶,可在 24 小時內降解塑料制品

    分類:大數據 瀏覽數:6 2022-04-30 15:32 IT之家 遠洋 編輯: 香香

    IT之家 4 月 28 日消息,據 New Atlas 報道,科學家們利用機器學習設計出了一種新型速效酶,這種酶可以在短短 24 小時內降解某些形式的塑料,其穩定性使其非常適合大規模采用。

    十多年來,科學家們一直在探索酶的潛力,以幫助塑料回收,在過去六年左右的時間里,取得了一些重大進展。2016 年,日本的研究人員發現了一種細菌,該細菌利用酶在幾周內就能分解 PET 塑料。這些酶的一個工程版本被稱為 PET 酶,進一步提高了性能,2020 年,科學家開發了一個更強大的版本,能以六倍的速度分解 PET 塑料。

    得克薩斯大學的一個團隊著手解決迄今為止這些酶的一些不足之處。據科學家們說,該技術的應用受到了阻礙,因為其不能在低溫和不同的 pH 值范圍內很好地發揮作用,缺乏直接處理未經處理的塑料垃圾的有效性,以及反應速度緩慢。

    為了解決這些問題,該團隊開發了一個機器學習模型,可以預測 PET 酶中的哪些突變會賦予它這些能力。這涉及到密切研究一系列 PET 塑料產品,包括容器、水瓶和織物,然后使用該模型設計和制造一種被稱為 FAST-PET 酶(功能性、活性、穩定和耐受性 PET 酶)的新的和改進的酶。

    研究發現,這種新創造的酶在 30 至 50°C 的溫度和一系列 pH 值條件下分解 PET 塑料的能力非常出色。它能夠在一周內幾乎完全降解 51 種不同的未經處理的 PET 塑料產品,在一些實驗中,僅在 24 小時內就能分解塑料。科學家們還展示了一個閉環的 PET 回收過程,其中 FAST-PET 酶被用來分解塑料,然后回收的單體被用來對材料進行化學重組。

    研究報告作者 Hal Alper 說:“當考慮環境清理應用時,你需要一種能在環境中工作的酶,在環境溫度下工作。這一要求是我們的技術在未來具有巨大優勢的地方。”

    由于能夠在低溫下快速分解消費后的塑料垃圾,研究人員相信他們已經找到了一種便攜的、可負擔的、能夠在工業規模上采用的技術。他們已經為這項技術申請了專利,并希望看到它在垃圾填埋場和受污染地區投入使用。

    Alper 說:“各行業利用這一領先的回收過程的可能性是無窮的。除了明顯的廢物管理行業外,這也為每個行業的企業提供了在回收其產品方面發揮主導作用的機會。通過這些更可持續的酶制劑方法,我們可以開始設想一個真正的循環塑料經濟。”

    IT之家了解到,這項研究發表在《自然》雜志上。

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