Un enzima che mangia plastica potrebbe eliminare miliardi di tonnellate di rifiuti nelle discariche

Un enzima creato dagli ingegneri dell’Università del Texas ad Austin può scomporre la plastica che normalmente impiega secoli per rompersi nel giro di poche ore o giorni. Questa scoperta potrebbe aiutare a risolvere uno dei problemi ambientali più urgenti del mondo: cosa fare con i miliardi di tonnellate di rifiuti di plastica che si accumulano nelle discariche e inquinano la nostra terra e le nostre acque naturali .

L’enzima ha il potenziale per alimentare il riciclaggio su larga scala , consentendo alle grandi industrie di ridurre il proprio impatto ambientale recuperando e riutilizzando la plastica a livello molecolare. Le possibilità di sfruttare questo processo di riciclaggio all’avanguardia sono infinite. Oltre all’ovvio settore della gestione dei rifiuti, questo offre anche alle aziende di tutti i settori l’opportunità di assumere un ruolo guida nel riciclaggio dei propri prodotti. Attraverso questi approcci enzimatici più sostenibili, possiamo iniziare a immaginare una vera economia circolare per la plastica.

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Hal Alper, professore presso il Dipartimento di Ingegneria Chimica dell’Università del Texas ad Austin. Il progetto si concentra sul polietilene tereftalato (PET) , un importante polimero che si trova nella maggior parte degli imballaggi di consumo, inclusi imballaggi per biscotti, bottiglie di bibite, imballaggi di frutta e insalata e alcune fibre e tessuti. Costituisce il 12% di tutti i rifiuti nel mondo .

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L’enzima è stato in grado di completare un “processo circolare” di scomposizione della plastica in parti più piccole (depolimerizzazione) e quindi di legarla chimicamente di nuovo insieme (ripolimerizzazione). In alcuni casi, queste plastiche possono scomporsi completamente in monomeri in appena 24 ore.

I ricercatori della Cockrell School of Engineering e della School of Natural Sciences hanno utilizzato un modello di apprendimento automatico per generare nuove mutazioni di un enzima naturale chiamato PETasi che consente ai batteri di degradare la plastica PET. Il modello prevede quali mutazioni di questi enzimi raggiungerebbero l’obiettivo di depolimerizzare rapidamente la plastica di scarto post-consumo a basse temperature.

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Attraverso questo processo, che ha incluso lo studio di 51 diversi contenitori di plastica post-consumo, cinque diverse fibre e tessuti di poliestere e bottiglie d’acqua, tutti realizzati in PET, i ricercatori hanno dimostrato l’efficacia dell’enzima, che chiamano FAST-PETasi ( PETasi funzionale, attiva, stabile e tollerante) . Questo lavoro dimostra davvero il potere di riunire diverse discipline, dalla biologia sintetica all’ingegneria chimica all’intelligenza artificiale.”Andrew Ellington, professore al Center for Synthetic Biology.

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Il riciclaggio è il modo più ovvio per ridurre i rifiuti di plastica . Ma a livello globale meno del 10% di tutta la plastica viene riciclata. Il metodo più comune per smaltire la plastica, oltre a gettarla in una discarica, è bruciarla, che è costosa, richiede molta energia e rilascia gas nocivi nell’aria. Altri processi industriali alternativi includono i processi di glicolisi, pirolisi e/o metanolisi, che consumano molta energia.

Le soluzioni biologiche richiedono molta meno energia . La ricerca sugli enzimi per il riciclaggio della plastica è progredita negli ultimi 15 anni. Finora, tuttavia, nessuno era stato in grado di capire come produrre enzimi che potessero funzionare efficacemente a basse temperature in modo che fossero portatili e convenienti su larga scala industriale. FAST-PETase può eseguire il processo a meno di 50ºC.

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Successivamente, il team prevede di lavorare per aumentare la produzione di enzimi per prepararsi all’applicazione industriale e ambientale. I ricercatori hanno depositato una domanda di brevetto per la tecnologia e stanno esaminando diversi usi. Le più ovvie sono ripulire le discariche e rendere più ecologiche le industrie che producono molti rifiuti. Ma un altro potenziale utilizzo chiave è la bonifica ambientale. Il team sta studiando vari modi per portare gli enzimi nel campo per ripulire i siti contaminati. “Quando si considerano le applicazioni di pulizia ambientale, è necessario un enzima che possa funzionare nell’ambiente a temperatura ambiente. Questo requisito è il punto in cui la nostra tecnologia avrà un enorme vantaggio in futuro.” Hal Alper

Fonte: ecoinventos.com

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