Poliuretanul, un polimer folosit frecvent pentru fabricarea pernelor din spumă și multe alte produse, ar putea avea acum un sfârșit ecologic datorită unei descoperiri științifice remarcabile. Cercetătorii au dezvoltat un enzim inovator care poate transforma acest material durabil în chimicale reutilizabile în doar câteva ore.
Poluarea cu plastic este adesea etichetată generic ca o problemă, însă realitatea este că ea se manifestă prin multiple dificultăți specifice fiecărui tip de polimer utilizat. Acești polimeri sunt legați prin tipuri diferite de legături chimice, ceea ce înseamnă că metodele de descompunere eficiente pentru un tip pot fi ineficace pentru altul.
Deși s-au înregistrat progrese în identificarea enzimelor care descompun plasticele comune, cum ar fi poliesterii și PET-ul, acestea reprezintă doar soluții parțiale. Totuși, cercetătorii nu se mulțumesc cu aceste rezultate parțiale și acum dispun de unelte avansate de proiectare a proteinelor pentru a-i ajuta în demersurile lor.
Enzimul recent dezvoltat este special conceput pentru a descompune poliuretanul. Acesta este compatibil cu procesele de reciclare industriale, transformând polimerul înapoi în blocurile sale fundamentale, care pot fi folosite pentru a crea poliuretan proaspăt.
Potrivit unui studiu publicat recent, în 2024, producția de poliuretan a atins 22 de milioane de tone metric. Legăturile de uretan care caracterizează acest material implică un azot legat de un carbon, care la rândul său este legat de două oxigeni, unul dintre aceștia fiind conectat la restul polimerului. Structura acestui polimer, întărită de aceste legături, poate fi destul de complexă și adesea include structuri inelare legate de benzen.
Digerarea poliuretanurilor prezintă dificultăți semnificative. Lanțurile individuale de polimer sunt adesea extensiv încrucișate, iar structurile voluminoase pot împiedica enzimele să acceseze legăturile pe care pot să le descompună. Un compus chimic numit glicol dietilenic poate descompune parțial aceste molecule, dar numai la temperaturi ridicate și lasă în urmă un amestec complicat de substanțe chimice ce nu pot fi reintroduse în reacții utile. De obicei, acest reziduu este incinerat ca deșeu periculos.
Pentru a identifica o soluție mai eficientă, echipa de cercetare a examinat toate enzimele documentate în literatura de specialitate ca fiind capabile să descompună poliuretanurile. După testarea a 15 enzime, doar trei au arătat o activitate decentă împotriva polimerului testat, dar majoritatea nu au reușit să descompună polimerul până la materialele sale inițiale.
Concentrându-se pe enzima cu cea mai înaltă activitate, cercetătorii au căutat proteine similare în baze de date publice, folosind baza de date AlphaFold pentru a identifica proteine cu structuri potențial similare. Deși niciuna dintre acestea nu a funcționat deosebit de bine în mod independent, s-au dovedit utile pentru antrenarea unei inteligențe artificiale în căutarea secvențelor capabile să se plieze într-o structură similară.
Poll: Ce soluție pentru dezintegrarea poliuretanului te-ar interesa cel mai mult?
Revista “Ştiinţă şi Tehnică“, cea mai cunoscută şi longevivă publicaţie de popularizare a ştiintelor din România
Leave a Reply