西班牙研降微塑新招
塑膠污染是影響環境生態的重大問題之一,也是全球各國一直在努力解決的問題之一。西班牙巴賽羅那隆納超級計算中心、催化和石油化學研究所和康普頓斯大學的研究團隊聯合開發了一種人造蛋白質,其能降解PET(聚對苯二甲酸乙二醇酯)微塑膠和納米塑膠,並將其還原為其基本成分,從而使它們能夠被分解或回收。他們使用了來自草莓海葵的防禦蛋白,並通過計算方法設計後添加了新功能。
據聯合國官方數據顯示,PET存在於許多包裝和飲料瓶中,已佔全球塑膠產量的百分之十以上,但回收稀缺且效率低下。研究人員將該項工作形象地描繪成“像給一個人添加手臂”,這些手臂僅由三種氨基酸組成,起到剪刀的作用,能夠切割小PET顆粒。研究人員解釋說,在這種情況下,它們被添加到來自海葵的蛋白質中,本質上“起到細胞鑽的作用,打開毛孔並充當防禦機制”。
基於早前全球研究成果,研究人員總結指出,蛋白質工程中使用的機器學習和超級計算機,可“預測粒子將在哪裡結合,以及我們必須在哪裡放置新氨基酸,以便它們發揮作用”。由此產生的幾何形狀與可吞食PET的細菌“阪井假球藻”的(左西右每)非常相似。
研究結果表明,新蛋白質能夠降解PET微塑膠和納米塑膠,在室溫下,其效率比目前市場上的(左西右每)高出五至十倍。其他方法需要高於七十攝氏度的溫度才能使塑膠更具可塑性,這會導致高二氧化碳排放並限制其適用性。此外,選擇蛋白質的孔狀結構是因為它允許水通過,並且因為它可固定在類似於海水淡化廠使用的膜上。這將有助於其以篩檢程式的形式使用,以降解那些看不到、但很難消除並被人體攝入的顆粒。
研究人員指出,新蛋白質的另一個優點是設計了兩種變體,具體取決於新氨基酸的放置位置。結果是每一種都會產生不同的產品。一種變體可更徹底地分解PET顆粒,因此可用於污水處理廠的降解。另一種變體則可產生回收所需的初始成分。通過這種方式,研究人員可根據需要進行淨化或回收。
據悉,以上這項技術還在進一步研究中,新蛋白質根據新氨基酸的放置位置理論上還有許多的功能差異化可能,如果研究能夠得到進一步突破,或許如今的塑膠污染問題,也能一定程度上的找到更加有效的解決方案。
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