美国科学家研发出新型速效酶 最快24小时内降解塑料制品

财联社上海4月29日（编辑 黄君芝）利用酶来分解塑料垃圾的想法正在获得发展动力，因为一系列的突破表明，酶降解完全可以提高分解效率，甚至将塑料材料降解至简单的分子。
据报道，一项新的研究标志着这个目标又向前迈进了一步，科学家利用机器学习技术设计出一种酶，这种酶可以在短短24小时内降解某些形式的塑料，其稳定性相当可靠，非常适合大规模应用。
十多年来，科学家们一直在探索酶帮助塑料回收的潜力，在过去六年左右的时间里，已经看到了一些重大进展。2016年，日本的研究人员发现了一种细菌，它可以在几周内用酶分解PET塑料。这些酶的一个工程版本，被称为PET酶（PETase），进一步提高了性能，在2020年，科学家开发了一个更强大的版本，可以以6倍的速度消化PET塑料。
美国得克萨斯大学（University of Texas）的一个团队近期着手解决这些酶迄今为止的一些缺点。科学家们表示，这项技术的应用受到一些因素的阻碍，例如在低温和不同的酸碱（pH）范围内不能很好地发挥作用，难以直接处理那些未做预处理的塑料垃圾，以及降解反应速度缓慢。
为了解决这些问题，该团队开发了一个机器学习模型，可以预测PETase中哪些突变能够提供这些能力。这项研究涉及对一系列PET塑料产品的密切研究，包括容器、水瓶和织物，然后利用该模型设计并制造了一种名为FAST-PETase的新改良酶。
研究发现，这种新创造的酶在30至50°C的温度和一系列pH值条件下分解PET塑料的能力非常出色。它能够在一周内几乎完全降解51种不同的未经处理的PET塑料产品，在一些实验中，仅在24小时内就能分解塑料。
科学家们还展示了一个闭环的PET回收过程，其中 FAST-PET酶被用来分解塑料，然后回收的单体被用来重新制造材料。上述研究成果已于近期发表在了《自然》杂志上。

该研究的作者Hal Alper说，“当考虑环境清洁应用时，你需要一种可以在环境温度下工作的酶。这一要求正是我们的技术在未来拥有巨大优势的地方。”
由于能够在低温下快速分解消费后的塑料垃圾，研究人员相信，他们已经找到了一种可携带、负担得起、能够在工业规模上采用的技术。他们已经为这项技术申请了专利，并希望看到它在垃圾填埋场和污染地区得到应用。
Alper说，“利用这一领先的回收过程，各行各业的可能性是无限的。除了明显的废物管理行业，这也为各行各业的企业提供了在回收产品方面发挥带头作用的机会。通过这些更可持续的酶方法，我们可以开始设想一个真正的循环塑料经济。”

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