Siêu enzyme mới ăn chai nhựa nhanh hơn sáu lần

Các nhà khoa học đã tạo ra một loại siêu enzym phân hủy chai nhựa nhanh hơn 6 lần so với trước đây và có thể bắt đầu ứng dụng tái chế trong vòng một hoặc hai năm tới.

Hình minh họa.

Siêu enzyme này có nguồn gốc từ vi khuẩn đã phát triển khả năng ăn nhựa, cho phép tái chế hoàn toàn các chai lọ. Các nhà khoa học tin rằng kết hợp nó với các enzym phân hủy bông cũng có thể cho phép tái chế quần áo bằng vải hỗn hợp. Ngày nay, hàng triệu tấn quần áo dùng chất liệu này bị đổ ở bãi rác hoặc bị thiêu hủy.

Ô nhiễm nhựa đã làm ô nhiễm toàn bộ hành tinh, từ Bắc Cực đến các đại dương sâu nhất, và con người hiện đang tiêu thụ và hít thở các hạt vi nhựa. Hiện tại rất khó phân hủy chai nhựa thành các thành phần hóa học để tạo ra chai mới từ cũ, nghĩa là mỗi năm sẽ có thêm nhiều nhựa mới được tạo ra từ dầu mỏ.

Siêu enzyme mới được thiết kế bằng cách liên kết hai enzyme riêng biệt, cả hai đều được tìm thấy trong loài bọ ăn nhựa được phát hiện tại một bãi rác thải của Nhật Bản vào năm 2016. Trước đây, vào năm 2018, các nhà nghiên cứu đã tiết lộ phiên bản đầu tiên của enzyme ăn nhựa, loại enzyme đó bắt đầu phá vỡ nhựa trong một vài ngày. Nhưng siêu enzyme mới công bố hoạt động nhanh hơn sáu lần.

"Khi chúng tôi liên kết các enzyme, thật bất ngờ, hoạt động ăn nhựa gia tăng đáng kể", Giáo sư John McGeehan tại Đại học Portsmouth, Vương quốc Anh cho biết. Các nhà khoa học đang "cố gắng tạo ra các enzyme nhanh hơn để sử dụng ở quy mô công nghiệp". "Đây cũng là một trong những câu chuyện về việc học hỏi từ thiên nhiên và sau đó phát triển trong phòng thí nghiệm", McGeehan chia sẻ.

Nghiên cứu năm 2018 đã xác định rằng cấu trúc của một loại enzyme, có tên là PETase, có thể tấn công bề mặt tinh thể cứng của chai nhựa.

Nghiên cứu mới lần này đã phân tích một loại enzyme thứ hai cũng được tìm thấy trong vi khuẩn Nhật Bản, có tác dụng làm tăng gấp đôi tốc độ ăn nhựa của các chất hóa học được giải phóng bởi enzyme PETase.

Vi khuẩn phân hủy các polyme tự nhiên như xenlulo đã phát triển phương pháp ăn nhựa sử dụng song song hai loại enzyme trong hàng triệu năm. Do đó các nhà khoa học nghĩ rằng bằng cách kết nối hai enzyme với nhau, họ có thể làm tăng tốc độ phân hủy. Vi khuẩn sẽ không thể tạo ra siêu enzyme mới vì đòi hỏi liên kết các phân tử quá lớn, vì vậy các nhà khoa học đã kết nối hai enzyme trong phòng thí nghiệm và thấy tốc độ ăn nhựa tiếp tục tăng gấp ba lần, tạo ra siêu enzyme ăn nhựa nhanh gấp 6 lần so với enzyme năm 2018.

Nhóm nghiên cứu hiện đang kiểm tra cách thức tinh chỉnh các enzyme để làm cho chúng hoạt động nhanh hơn nữa. McGeehan nói: "Tiềm năng rất lớn. Chúng tôi có hàng trăm loại enzyme trong phòng thí nghiệm để thử liên kết với nhau." McGeehan cũng cho biết nếu kết hợp các enzyme ăn nhựa với các enzyme phân hủy sợi tự nhiên hiện có có thể cho phép tái chế hoàn toàn các vật liệu hỗn hợp (polyester và cotton).

Theo Khoahocphattrien