有了它，塑料 24 小时就能降解

2022-05-04 02:05

科技人文

能「吃掉」PET 塑料的「速效超级酶」

从二十世纪开始出现的各式塑料制品，给我们的生活提供了不少便利，但也因为难降解等特性，给我们身处的环境造成了巨大的负担。

占全球所有废物的 12% 的 PET 塑料（学名聚对苯二甲酸乙二醇酯），就需要上百年的时间才能自然降解，如今的微塑料污染更是已经侵入人体，解决塑料污染已经迫在眉睫。

图片来自：Unsplash

于是，多年来人们一直在想办法「消灭」这些废弃的塑料制品。虽然回收利用是减少塑料垃圾最明显的方式，但全球只有不到 10% 的塑料能被回收，其他的废塑料不是被扔进填埋场，就是被燃烧。不但成本高，耗能大，还会产生有毒气体。

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在热解、利用甲醇等多种尝试中，科学家发现了一个有效的方法——利用酶来分解废塑料。几年前日本的研究人员就发现一种会「吃」塑料的细菌，在酶的作用可以在几周内分解 PET 塑料。

之后，英国朴茨茅斯大学（University of Portsmouth）的研究人员设计出一种性能更强的酶——「PETase」，并将它与另一种名为「MHETase」的酶结合形成一种「超级酶」，能够以六倍的速度「吃掉」PET 塑料。

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不久前，这种「吃」塑料的酶又变得更强了。德克萨斯大学的一个团队对「PETase」酶的一些缺点进行了改进，比如它无法在低温和不同的 pH 范围内正常运行、直接处理未经处理的塑料废物缺乏有效性以及反应速度慢等等。

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为了让「PETase」酶变得更强，研究人员开发了一种机器学习模型，这个模型可以预测酶中的哪些突变可以消除这些阻碍，比如在低温下如何快速解聚那些消费后留下的废塑料。

借助机器学习的预测和研究，研究人员设计了一种功能、活性、稳定性和耐受性都更出色的酶，称为「FAST-PETase」。

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测试中，「FAST-PETase」酶在一周内几乎完全降解了 51 种不同的消费产生的塑料容器、5 种不同的聚酯纤维和织物以及 PET 制成的水瓶。在某些实验中，它甚至可以在短短 24 小时内就可以将塑料分解。

通过测试，研究人员已经地验证了它的有效性。更重要的是，「FAST-PETase」酶不仅分解速度更快，还可以在低于 50 摄氏度的温度下发挥作用，这也就意味着它能得到更广泛的应用。

图片来自：UTNEWS

接下来，这个团队计划扩大酶的生产规模，为工业和环境应用做准备。研究人员已经为这项技术提交了专利申请，并计划了几种不同的用途，比如清理垃圾填埋场；也在研究多种将酶带入田间以清理污染场地的方法，计划把它用于环境修复。

图片来自：UTNEWS

废塑料给我们造成的影响已经太多也太久了，「FAST-PETase」酶的出现，是合成生物学、化学工程和人工智能等多种学科共同的智慧成果，也是处理塑料污染的可行之道。希望借助它的力量，能让塑料制品带来的污染能在我们的环境中渐渐消失。

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来源: qq