Các nhà khoa học Pháp đã tìm ra cách để tăng tỷ lệ tái chế nhựa: sửa đổi enzyme có thể làm tăng tỷ lệ tái chế chai nhựa trong tay bạn lên 3 lần. Nghiên cứu có liên quan đã được công bố trên tạp chí Nature vào ngày 8 tháng 4.
Là thành phần nhựa phổ biến nhất trên thế giới, sản lượng hàng năm toàn cầu của polyethylene terephthalate (PET) có thể đạt tới 70 triệu tấn. Mặc dù nhiều khu vực liệt kê chai nhựa PET là có thể tái chế, tỷ lệ tái chế không đạt yêu cầu. Chỉ có 30% có thể được tái chế và làm thành nhựa mới có độ bền thấp.
Có một vấn đề đáng xấu hổ khác khi tái chế: Nhựa PET có nhiều màu sắc khác nhau. Nếu nó được tái chế mà không có sự phân biệt, các hạt nhựa màu đen hoặc xám sẽ được sản xuất sau khi nóng chảy ở nhiệt độ cao. Các sản phẩm nhựa loại này không được các nhà sản xuất bao bì hoan nghênh. Do đó, các sản phẩm tái chế này thường được làm thành thảm hoặc các sản phẩm sợi nhựa cấp thấp khác, và điểm đến cuối cùng vẫn là chôn lấp hoặc đốt.
Để giải quyết những vấn đề này, các nhà nghiên cứu đã tìm kiếm các enzyme có thể phân hủy PET và các thành phần nhựa khác từ các vi sinh vật khác nhau. Năm 2012, các nhà nghiên cứu tại Đại học Osaka ở Nhật Bản đã tìm thấy cutinase phân xanh nhánh lá (LLC) trong phân hữu cơ. Enzyme này có thể phân cắt các phân tử PET, nhưng có nhược điểm của sự phân hủy chậm và độ bền kém.
Vì vậy, các nhà khoa học từ Đại học Toulouse đã hợp tác với Công ty Nhựa Bền vững để bắt đầu với cấu trúc tinh thể của LLC và sửa đổi nó.
LLC có thể làm suy thoái nhựa vì nó có thể liên kết với liên kết hóa học kết nối terephthalate và ethylene glycol trong phân tử PET và phá vỡ nó. Tại ngã ba, các nhà nghiên cứu đã tìm thấy một axit amin quan trọng, và dựa trên điều này, hàng trăm phiên bản đột biến của LLC đã được chuyển đổi. Để làm cho nó hoạt động ở nhiệt độ cao hơn, các nhà nghiên cứu cũng đã thêm các enzyme chịu nhiệt.
Sau khi tổng hợp, sàng lọc và so sánh một số lượng lớn các phiên bản đột biến, các nhà nghiên cứu cuối cùng đã tìm thấy một phiên bản nâng cao của LLC, hiệu quả hơn 10.000 lần trong việc phá vỡ các liên kết hóa học so với phiên bản gốc. Hơn nữa, nhiệt độ hoạt động tối đa của phiên bản gốc là 65°C, và phiên bản nâng cao làm tăng nhiệt độ này lên 72°C.
Trong lò phản ứng, enzyme tăng cường có thể phân hủy 200 gram nhựa PET trong vòng 10 giờ, với hiệu quả phân hủy là 90%. Các nhà nghiên cứu đã sửa đổi nguyên liệu PET cho phù hợp và phát hiện ra rằng các chai nhựa làm bằng vật liệu mới mạnh như chai làm bằng nhựa truyền thống.
Công nghệ này đã mở rộng quy mô ứng dụng và các công ty liên quan đang xây dựng các nhà máy trình diễn. Người ta ước tính rằng hàng trăm tấn PET có thể được tái chế mỗi năm và dự kiến sẽ hoàn thành vào năm tới. Tuy nhiên, công nghệ này hiện không thể nhận ra việc tái chế các loại nhựa khác như polyethylene và polystyrene, và vẫn chưa biết liệu công nghệ này có thể được bán trên thị trường thành công hay không. Tuy nhiên, một số nhà nghiên cứu nói rằng trong tương lai, người tiêu dùng và nhà sản xuất có thể sẵn sàng trả giá cao hơn một chút cho cùng một loại nhựa tái chế mạnh mẽ nhưng có thể tái chế hơn.
