В поисках ученым помог искусственный интеллект. С помощью технологии машинного обучения они разработали соединение, способное уничтожать пластик за 24 часа. Стабильность нового фермента делает его подходящим для массового производства.

Интересно Автопилот Tesla проехал 600 километров без проблем: видео теста

Детали исследования

  • Ученые исследуют возможность использования ферментов для переработки пластика более десяти лет и уже достигли существенных успехов.
  • В 2016 году японская команда обнаружила бактерию, которая использует ферменты для переваривания ПЭТ в течение нескольких недель.
  • Отредактированная ее версия, названная Петазой, усилила эффективность, а в 2020 году была разработана еще более мощная разновидность Петазы, которая "работает" в шесть раз быстрее.
  • Однако метод все еще имел определенные изъяны. К примеру, бактерия могла работать только при определенной температуре и кислотности, а при выходе за рамки производительность ее сильно падала. Это делало невозможным его использование во многих частях планеты.

Для решения этих проблем команда разработала модель машинного обучения, прогнозирующую лучшие мутации в Петазе. Ученые изучили ряд изделий из ПЭТ-контейнеров, бутылки для воды и ткани, а затем применили модель для создания и модификации нового фермента. Они называли его FAST-PETase (функциональная, активная, стабильная и устойчивая петаза).

Результаты

  • Новый фермент доказал свою эффективность в переработке пластика при температуре от 30 до 50 градусов Цельсия и в нескольких диапазонах кислотности.
  • Он смог почти полностью разрушить 51 различных необработанных изделий из ПЭТ в течение одной недели, а некоторые из них – всего за 24 часа.
  • Также ученые продемонстрировали замкнутый цикл переработки ПЭТ, в котором FAST-PETase разрушала пластик, а затем из остальных мономеров материал восстанавливали химическим путем.
  • Доступный и удобный метод быстрого распада пластика при низких температурах, как считают исследователи, можно будет без труда адаптировать к промышленным нуждам.
  • Они подали патентную заявку на свою технологию и надеются, что в скором времени она появится на перерабатывающих предприятиях.

Следует отметить, что не только люди работают над проблемой пластикового засорения. Даже природа начала изменять бактерии одновременно в разных частях планеты, чтобы те были способны переработать пластик, выброшенный в окружающую среду человеком. Получить его многим микробам проще, чем привычную пищу. Ученые обнаружили около 30 тысяч таких ферментов, разлагающих 10 наиболее распространенных типов пластмасс.