مهندسون يصنعون إنزيما يفكك النفايات البلاستيكية خلال ساعات

هناك قدر كبير مقلق من التلوث البلاستيكي، حيث يعمل العلماء بجد لإيجاد طرق لاستخدام البلاستيك دون التسبب في الكثير من الأضرار طويلة المدى للبيئة من حولنا.
وفي هذا الاطار، تحدد دراسة جديدة نشرت بمجلة «نيتشر» العلمية، استخدام متغير إنزيم تم إنشاؤه خصيصًا يقلل بشكل كبير من الوقت الذي يستغرقه تفكيك مكونات البلاستيك، وذلك حسبما نشر موقع «ساينس إليرت» العلمي المتخصص.
ووفق الموقع، يمكننا حتى استخدام متغير الإنزيم لتنظيف المواقع الملوثة بالتلوث البلاستيكي، كما يقول الفريق الذي طوره.
وفي الاختبارات، تم تفكيك المنتجات المصنوعة من البولي إيثيلين تيريفثاليت (PET) في غضون أسبوع، وفي بعض الحالات 24 ساعة (هذه المنتجات التي يمكن أن تستغرق قرونًا لتتحلل بشكل صحيح في الظروف الطبيعية).
ولتوضيح الأمر أكثر، يقول المهندس الكيميائي هال ألبر من جامعة تكساس بأوستن «الاحتمالات لا حصر لها عبر الصناعات للاستفادة من عملية إعادة التدوير الرائدة هذه... بالإضافة إلى صناعة إدارة النفايات الواضحة يوفر هذا أيضًا للشركات من كل قطاع الفرصة لأخذ زمام المبادرة في إعادة تدوير منتجاتها».
وقد أطلق الفريق على الإنزيم اسم «FAST-PETase».
ولقد طور العلماء الإنزيم PETase الطبيعي الذي يسمح للبكتيريا بتحليل بلاستيك PET وتعديله باستخدام التعلم الآلي لتحديد خمس طفرات تمكنه من تحلل البلاستيك بشكل أسرع في ظل ظروف بيئية مختلفة.
وبمجرد أن يؤدي متغير الإنزيم وظيفته المتمثلة في قطع البلاستيك إلى وحداته الجزيئية الأساسية (إزالة البلمرة)، أظهر الباحثون بعد ذلك أنه يمكنهم إعادة تجميع البلاستيك مرة أخرى (إعادة البلمرة) باستخدام العمليات الكيميائية لإنتاج منتجات بلاستيكية جديدة.
وتضمن العثور على «FAST-PETase» دراسة 51 حاوية بلاستيكية مختلفة بعد الاستهلاك وخمسة ألياف بوليستر مختلفة وأقمشة وزجاجات مياه مصنوعة من PET.
وفي الاختبارات التي أجريت على جميع هذه المنتجات، أثبت متغير الإنزيم فعاليته وبدرجات حرارة أقل من 50 درجة مئوية (122 درجة فهرنهايت).
يقول ألبير «عند التفكير في تطبيقات التنظيف البيئي، فأنت بحاجة إلى إنزيم يمكنه العمل في البيئة بدرجة حرارة الغرفة... هذا المطلب هو المكان الذي تتمتع فيه تقنيتنا بميزة كبيرة في المستقبل».
ويتم استخدام مادة البولي إيثيلين تيرفثالات في العديد من عبوات المستهلك، من المنسوجات إلى زجاجات الصودا. ومن تلقاء نفسه يُعتقد أنه يشكل حوالى 12 في المائة من جميع النفايات العالمية.وهو رقم مخيف.
على الصعيد العالمي تمت إعادة تدوير أقل من 10 في المائة من جميع المواد البلاستيكية.
ويمكن أن يؤدي إدخال FAST-PETase إلى المساعدة، حسبما يقول الباحثون لأنه رخيص نسبيًا وقابل للنقل وليس من الصعب جدًا الارتقاء به إلى المستويات الصناعية المطلوبة.
في الوقت الحالي، تتمثل أكثر الطرق شيوعًا للتخلص من البلاستيك برميها في مكب النفايات حيث تتعفن بمعدل بطيء جدًا، أو حرقها (الأمر الذي يكلف الكثير) ويستهلك الكثير من الطاقة، ويملأ الغلاف الجوي بالغاز الضار. لذا من الواضح أن هناك حاجة ماسة إلى استراتيجيات بديلة، وقد تكون هذه واحدة منها.
من جانبه، يقول عالم الكيمياء الحيوية أندرو إلينغتون من جامعة تكساس في أوستن «يوضح هذا العمل حقًا قوة الجمع بين التخصصات المختلفة؛ من البيولوجيا التركيبية إلى الهندسة الكيميائية للذكاء الصناعي».