Моль съела результаты опытов
В сентябре журнал Nature опубликовал материал норвежских исследователей. Это не отчёт об эксперименте и не обзор, а размышление о будущем полимерной химии. Речь идёт о биоразложении пластиков, которые не поддаются гидролизу. Об этом сообщает сайт N + 1.
Такие опыты нужны, чтобы со временем снизить загрязнение пластиком. Но пока результаты воспроизводятся плохо, а научные группы часто спорят между собой. Авторы новой работы объясняют, почему одни полимеры разрушаются ферментами лучше других. Они также рассказывают, какими способами можно заметить очень медленное разложение и зачем публиковать отрицательные данные.
Успех пришёл с ПЭТ. В апреле 2020 года в Nature вышла статья химиков, работающих в Тулузском университете и компании Carbios. Тогда все следили за новостями о коронавирусе, но работа французов стала важной для отрасли. Учёные доработали природную кутиназу компостного листа. Фермент стал разлагать не одни листья, а ещё и полиэтилентерефталат. Ферменты — это белки или молекулы РНК, ускоряющие химические реакции в живых организмах. Сами они при этом не меняются. Молекулы ферментов крупные и сложные, поэтому механизм их действия учёным нередко непонятен.
За 10 часов при 72 градусах Цельсия авторы разложили 90 процентов ПЭТ. Из 20 килограммов удалось расщепить 18. На выходе получились мономеры — этиленгликоль и терефталевая кислота. Это был не первый случай разрушения пластика, но по эффективности результат стал прорывом. Статью французов процитировали более 2000 раз. Несколько компаний вне лабораторий сумели повторить ферментативное разложение ПЭТ. Затем учёные занялись поиском новых кутиназ, гидролаз и пэтаз. Их искали в самых загрязнённых точках планеты, а формулы улучшали с помощью машинного обучения. Выяснилось, что некоторые бактерии и грибы тоже способны перерабатывать ПЭТ.
Задолго до 2020 года человечество уже перерабатывало пластик. При термомеханическом методе его сортируют, моют, измельчают, плавят и формуют заново. Однако цикл не бесконечен: после каждого этапа материал теряет прочность. Большинство видов пластика выдерживает не больше трёх переработок. Полиэтилен высокого давления можно переработать до 10 раз.
Ферментативный подход не плавит полимер, а разрезает его на исходные химические компоненты. Для ПЭТ такими компонентами становятся этиленгликоль и терефталевая кислота.
