Учёные создали фермент из компостной бактерии, который разлагает пену кроссовок

Учёные из Орхусского университета (Дания) и Университета Порту (Португалия) опубликовали результаты исследования в журнале Chem Catalysis 11 сентября. Они разработали новый фермент, который может помочь в переработке пластиковых отходов из обуви, матрасов, кухонных губок и других изделий из полиуретана.

Масштаб проблемы

По данным исследования, во всём мире ежегодно производится примерно 22 миллиона тонн (20 миллионов метрических тонн) полиуретана — это более 5% всех пластиков, поступающих на рынок. Значительная часть этого материала, известная как «термореактивные» полиуретаны, используется в подошвах и пятках обуви, а затем попадает на свалки.

Как работает фермент

Основой разработки стал фермент CCPUR1 из бактерии Chelatococcus composti, выделенной из образцов компоста из Дании. Исследователи использовали компьютерное моделирование, чтобы изучить, как фермент взаимодействует с пластикоподобными материалами. Затем они отредактировали ДНК бактерии, заменив несколько ключевых аминокислот, которые составляют структуру фермента CCPUR1.

«Главное преимущество использования ферментов для переработки в том, что они работают при мягких условиях — при более низких температурах и давлении, чем большинство современных технологий переработки», — говорит Роузи Грэм из Орхусского университета.

Результаты испытаний

После многократных экспериментов исследователи получили модифицированный фермент с высокой активностью в отношении полиуретана. Команда нарезала куски подошвы кроссовка и смешала их с модифицированным ферментом. За три дня этот фермент разложил примерно 1,4% полиуретана в материале, расщепив отходы на более мелкие, потенциально пригодные для повторного использования соединения.

Педро Паива из Университета Порту отметил: «Это ранняя демонстрация того, что мы можем разлагать полиуретан с помощью ферментов без предварительной обработки пластика. Это весьма значительно.»

Перспективы развития

Исследователи подчёркивают, что работа находится на ранней стадии. Однако результаты показывают потенциал ферментов в решении проблемы пластиковых отходов. Грэм отметила, что в окружающей среде уже существуют организмы, которые используют пластиковые материалы как источник энергии: «Мы наводнили окружающую среду таким количеством пластика разных видов, но есть множество организмов, которые уже используют эти материалы.»

Это данные исследования, а не готовое решение для переработки или медицинский совет.