با یک آنزیم تازه که با فناوری یادگیری ماشینی توسعه داده شده، می توان پلاستیک ها را بسیار سریع تر از قبل تجزیه کرد
به گزارش مجله مستانه، مدت هاست که دانشمندان روی فراوری آنزیم هایی کار می نمایند که توانایی تجزیه زباله های پلاستیکی و حتی تبدیل آنها به مولکول ها ساده را داشته باشند.
یک مطالعه نو، یک گام دیگر به جلو در این زمینه محسوب می گردد. در این تحقیق دانشمندان از یادگیری ماشینی استفاده نموده اند تا آنزیمی بسازند که بعضی از اشکال پلاستیک را تنها در 24 ساعت تجزیه می نماید.
در سال 2016، محققان ژاپنی یک باکتری را کشف کردند که با آنزیم هایش، پلاستیک های PET را در چند هفته تجزیه می کرد.
یک نسخه مهندسی شده از این آنزیم ها، به نام PETase، عملکرد آنزیم های این باکتری را سریع تر کرد و در سال 2020 دانشمندان نسخه ای حتی قدرتمندتر از این آنزیم را توسعه دادند که پلاستیک های PET را با سرعت شش برابر هضم می کرد.
به تازگی تیمی در دانشگاه تگزاس تصمیم گرفتند تا بعضی از کاستی های این آنزیم ها را رفع نمایند. به گفته دانشمندان، تا حالا کاربرد این فناوری به علت عملکرد پایین در دما های پایین و محدوده های pH مختلف، عدم اثربخشی مستقیم در مقابله با زباله های پلاستیکی تصفیه نشده و سرعت واکنش کند، محدود بود.
برای حل این مسائل، دانشمندان یک مدل یادگیری ماشینی را توسعه دادند که می توانست پیش بینی کند کدام جهش در آنزیم PETase این قابلیت ها را به آن می دهد.
این کار، شامل مطالعه دقیق طیف وسیعی از محصولات پلاستیکی PET، از جمله ظروف، بطری های آب و پارچه ها، و سپس استفاده از مدلی برای طراحی و مهندسی آنزیمی نو و بهبود یافته به نام FAST-PETase بود.
این آنزیم تازه ایجاد شده در تجزیه پلاستیک های PET در دما های بین 30 تا 50 درجه سانتیگراد و در طیف وسیعی از سطوح pH رجحان چشمگیری دارد و می تواند تقریباً به طور کامل 51 محصول مختلف PET را در عرض یک هفته تجزیه کند و در بعضی آزمایش ها پلاستیک ها را در کمتر از 24 ساعت تجزیه کند.
دانشمندان بعلاوه یک فرآیند بازیافت PET ترتیب دادند که در آن از FAST-PETase برای تجزیه پلاستیک ها و سپس مونومر های بازیافت شده برای بازسازی شیمیایی مواد استفاده شد.
محققان بر این باورند که آن ها به روشی دست یافته اند که ارزان و قابل استفاده در مقیاس صنعتی است. آن ها حق ثبت اختراع این فناوری را به ثبت رسانده اند و امیدوارند شاهد استفاده از آن در محل های دفن زباله و منطقه ها آلوده باشند.
فراتر از صنعت مدیریت پسماند، این فناوری به شرکت ها این فرصت را می دهد تا خودشان در بازیافت محصولات خود پیشگام شوند.
منبع: نیچر
منبع: یک پزشک