Ny forskning på avanserte enzymer vekker oppsikt, kan ha potensial til å tilby løsninger for 3D-printindustriens avfallsproblemer.
Forskningen dreier seg om modifikasjoner av et enzym kjent som «PETase», som har evnen til å bryte ned PET (polyetylentereftalat) – et materiale som ofte brukes i drikkeflasker – til monomerkomponentene. Det produseres svimlende 82 millioner tonn PET årlig, og mesteparten finner aldri veien til resirkulering. En brøkdel av denne PET brukes av 3D-printere, og lager alt mulig rart. Disse ofte uønskede gjenstandene, produsert i overflod, havner vanligvis på søppelfyllinger. Problemet vokser bare med tiden.
PETase har noen begrensninger som gjør den foreløpig upraktisk, den fungerer nemlig kun under høy temperatur og prosessen tar lang tid for å gjøre jobben. Det er rett og slett ikke mulig å holde tritt med dagens PET-produksjonsvolumer.
Forskere har imidlertid nå, med hjelp av kunstig intelligens utviklet et nytt enzym, kalt «Fast PETase», ved å bruke litt smart kjemi. Ved å låne prøver fra lignende enzymer, oppdaget de at bytte av seks spesifikke aminosyrer ville tillate enzymet å operere ved lavere temperaturer.
Rask PETase kan fungere effektivt ved bare 50 °C, en temperatur som lettere kan oppnås. Det er imidlertid en hake: Fast PETase fungerer bare på PET med lav krystallinitet. Når krystalliniteten øker, avtar fremdriftshastigheten. Dette betydde at for forskningseksperimentene måtte testdrikkeflasker smeltes om til pucker med lav krystallinitet.
Dette forsmeltingstrinnet gir en energikostnad til prosessen, men forskerne klarte fortsatt å dekomponere en PET-drikkeflaske (i puckform) på bare en uke ved 50 °C. Ganske imponerende, men ennå ikke klar for utbredt bruk. Fordelen er at forskning som dette skjer over hele kloden. Det er høyst sannsynlig at en dag vil et modifisert enzym som er i stand til å konsumere vanlige former for PET ved rimelige temperaturer bli oppdaget.
Så da blir problemet å finne et bruksområde for de resulterende monomerene. Kan de resirkuleres ved hjelp av en eller annen prosess? Og kan forskerne finne enzymer som kan bryte ned de andre avfallsstoffene fra plastproduksjon?
