Vuoden 2016 aikana vietettyään viisi vuotta jätepaalujen etsimistä, japanilaiset tutkijat löysivät bakteerikannan, joka luonnollisesti kehittyi syömään polyeteenitereftalaattia, yleistä muovia, joka tunnetaan nimellä PET tai polyesteri.
Kuten Smithsonian.com ilmoitti tuolloin, uudet bakteerit voivat hajottaa PET: n paljon pienemmiksi yhdisteiksi. Löytö oli lupaava askel kohti ratkaisua maailman asentamiseen liittyvään muoviongelmaan.
Nyt tutkijat Ison-Britannian Portsmouthin yliopistossa ja Yhdysvaltojen energiaministeriön kansallisessa uusiutuvan energian laboratoriossa ovat tehneet uuden läpimurron. Tutkiessaan bakteereista löydetyn entsyymin rakennetta tutkijat vahingossa loivat “mutanttientsyymin”, joka voi hajottaa muovin muutamassa päivässä.
Tämän onnellisen onnettomuuden ansiosta pullot voidaan kierrättää kokonaan alkuperäiseen muotoonsa, The Guardianin Damian Carrington raportoi. Tutkijat yksityiskohdat niiden tuloksista tutkimuksessa, joka julkaistiin aiemmin tässä kuussa julkaisussa Proceedings of National Academy of Sciences .
Polyeteenitereftalaatti on vahva, mutta kevyt muovi. Pohjois-Amerikan PET-tuottajia edustavan teollisuusjärjestön PETRA mukaan sitä kutsutaan polyesteriksi, kun sitä käytetään kankaissa ja kuituissa, mutta PET: tä, kun sitä käytetään pulloissa, purkeissa, astioissa ja pakkauksissa.
Kuten Linda Poon raportoi CityLabille, miljoona muovipulloa tuotetaan minuutissa, ja suurin osa siitä - noin 90 prosenttia - päätyy kaatopaikoille, valtamereihin ja puistoihin sen sijaan, että kierrätettäisiin. PET: n hajoaminen luonnollisesti voi viedä vuosisatoja. Kierrätettyä käytetään yleensä tekstiileissä, kuten vaatteissa tai mattoissa.
Kuten Carrington raportoi, Portsmouthin yliopiston professori John McGeehanin johtama tutkijaryhmä halusi aluksi vain säätää entsyymiä nähdäkseen, kuinka se oli kehittynyt. He aloittivat selvittämällä bakteerien entsyymin tarkan rakenteen ja käyttivät sitten röntgentekniikkaa yksittäisten atomien tutkimiseen.
He havaitsivat, että rakenne näytti samanlaiselta kuin se, joka kehittyi hajottamaan luonnonpolymeeriä nimeltään cutin, joka muodostaa vahamaisen, vettä hylkivän pinnoitteen monille kasveille. Säätämällä entsyymiä tutkimaan tätä samankaltaisuutta, ne lopulta vahingossa päätyivät yhdisteeseen, joka voi hajottaa muovia 20 prosenttia tehokkaammin.
"Mikä todella osoittautui, paransimme entsyymiä, mikä oli vähän shokki", McGeehan kertoo Carringtonille.
Lähikuva äskettäin luodusta PET-muovia hajottavasta entsyymistä. (Dennis Schroeder / NREL) Kuten tutkimus on osoittanut kerta toisensa jälkeen, muovit ovat jatkuvasti kasvava ongelma maailman valtamereille. Vuonna 2015 tehdyn tutkimuksen mukaan noin kahdeksan miljoonaa tonnia muovia pääsee merestä vuosittain, National Geographic raportoi tuolloin. Ja kaikki tuo muovi on vahingollista villieläimille. Monet merilinnut ja muut merieläimet ryöstävät värikkäitä palasia sekoittaen muovia ruokaan.
Tämä tarkoittaa, että mahdollinen ratkaisu muoviongelmaamme voi olla merkittävä edistysaskel. Mutta voiko mutanttientsyymi todella ratkaista tämän ongelman?
Washingtonin DC-pohjaisen voittoa tavoittelemattoman Ocean Conservancyn mukaan vastaus tähän kysymykseen on kieltävä. Vastauksena uuteen tutkimukseen konservatiivisuus julkaisi lausunnon, jossa lainataan Michiganin osavaltion kemian tekniikan ja materiaalitieteiden professori Ramani Narayania: ”Ongelmana ei ole” tekniikassa ”PET: n uudelleenkäyttö tai sen osiin purkaminen, vaan hyödyntäminen. ja käytettyjen prosessien taloudellisuus. Puolikiteiset PET-pullot ovat jo täysin kierrätettäviä nykyisessä järjestelmässämme. ”
Toisin sanoen suurin ongelma ei ole muovin hajoaminen, vaan muovin poistaminen merestä. Sen sijaan konservatiivisuus ehdottaa pyrkimyksiä pitää muovit ensisijaisesti valtameren ulkopuolella.
Kuten Poon raportoi, tämä ei ole ensimmäinen kerta, kun tutkijat ovat tehneet mielenkiintoisia, mahdollisesti plastisia ongelmanratkaisuja koskevia löytöjä. Viime vuonna Espanjan tutkijat ilmoittivat löytäneensä vahamatoja, jotka voivat syödä tiensä muovipussiin.
Tutkijat suhtautuvat kuitenkin optimistisesti ”mutanttientsyyminsä”. Lehdistötiedotteen mukaan he pyrkivät lyhentämään entsyymin hajoamiseen kuluvaa aikaa muovien hajoamiseen. Prosessin nopeuttaminen saattaa mahdollistaa laillisen laajamittaisen käytön - ja saattaa tarkoittaa, että vähemmän muovia pääsee ensin ympäristöön.
"Mitä toivomme tekevämme, on käyttää tätä entsyymiä kääntämään tämä muovi takaisin alkuperäisiksi komponenteiksi, jotta voimme kirjaimellisesti kierrättää sen takaisin muoviksi", McGeehan kertoo Carringtonille. "Se tarkoittaa, että meidän ei tarvitse kaivaa enää öljyä, ja pohjimmiltaan sen pitäisi vähentää muovin määrää ympäristössä."
