Et enzym, der bruges i vaskemiddel, kan genbruge engangsplastik inden for 24 timer

Forskere ved King's College London har udviklet en innovativ løsning til genanvendelse af engangsbioplastik, der almindeligvis anvendes i engangsartikler såsom kaffekopper og madbeholdere.

Den nye metode til kemisk genbrug, offentliggjort i Cell Reports Physical Science , bruger enzymer, der typisk findes i biologiske vaskemidler til at "depolymerisere" - eller nedbryde - deponeringsbundet bioplast. Med en hurtig omdannelse af emnerne til opløselige fragmenter inden for kun 24 timer opnår processen fuld nedbrydning af den bioplastiske polymælkesyre (PLA). Metoden er 84 gange hurtigere end den 12 uger lange industrielle komposteringsproces, der bruges til genanvendelse af bioplastmaterialer.

Denne opdagelse tilbyder en udbredt genanvendelsesløsning til engangs PLA-plast, da kemikerholdet hos King's fandt ud af, at bioplasten i løbet af yderligere 24 timer ved en temperatur på 90°C nedbrydes til deres kemiske byggesten. Når de først er omdannet til monomerer – enkelte molekyler – kan materialerne omdannes til plastik af lige høj kvalitet til genbrug flere gange.

Problemet med "grøn" plastik

De nuværende hastigheder for plastproduktion overgår vores evne til at bortskaffe det bæredygtigt. Ifølge Environmental Action anslås det, at alene i 2023 endte mere end 68 millioner tons plastik globalt i naturlige miljøer på grund af ubalancen mellem de enorme mængder af plast, der produceres og vores nuværende kapacitet til at håndtere og genbruge plastik ved slutningen af ​​dets liv. En nylig OECD-rapport forudsagde, at mængden af ​​plastikaffald, der produceres på verdensplan, er på vej til næsten at tredobles i 2060, hvor omkring halvdelen ender på losseplads og mindre end en femtedel genanvendt.

Mens bioplast – afledt af biologiske kilder såsom majsstivelse, kassava eller sukkerrør – ses som et mere bæredygtigt valg af forbrugerne, er de nuværende metoder til bioplastproduktion dyre og konkurrerer med fødevarebaseret landbrug om brugen af ​​jorden. I mellemtiden er mekaniske genbrugsmetoder ineffektive, genererer CO₂ og er ude af stand til at producere genanvendelige materialer af høj kvalitet. Disse "grønne" plastik ender primært på lossepladsen efter blot én brug, hvilket får mange detailhandlere til at vende tilbage til at bruge olie og fossilbaserede materialer.

Den hastighed, hvormed bioplasten nedbrydes ved hjælp af denne nye metode, kan revolutionere plastproduktionen og tilbyde en effektiv, skalerbar og bæredygtig plan for genanvendelse af engangsbioplast. Et væsentligt gennembrud i genanvendeligheden af ​​engangsbioplastik åbner forskningen mulighed for en bæredygtig, cirkulær økonomi, der udrydder produktionen af ​​fossilbaseret plast og tackler den enorme mængde plastaffald, der ender på lossepladser og naturlige miljøer .

Dr. Alex Brogan, lektor i kemi ved King's College London, sagde:"Inspirationen til dette projekt kom fra et problem med bioplastik brugt i medicinske og kirurgiske produkter, der nedbrydes i kroppen. Vi har vendt dette problem og anvendt det til spørgsmål om genanvendelse af den engangsbioplast, vi bruger i vores hverdag, ved hjælp af et almindeligt enzym, der findes i biologisk vaskemiddel. At kunne udnytte biologien til at levere bæredygtige løsninger gennem kemi giver os mulighed for at begynde at tænke på affald som en ressource, så vi kan bevæge os. væk fra olie og andre ikke-vedvarende kilder for at skabe de materialer, vi har brug for til det moderne liv."

Forskerne udvider nu deres forskning i at forbedre genanvendelsen af ​​anden almindeligt brugt og masseproduceret plast, såsom dem, der bruges i engangsvandflasker, film- og arkplastemballage og tøj.

Susana Meza Huaman, Ph.D. forsker på projektet ved King's College London, sagde:"Vores forskning markerer det første skridt i udviklingen af ​​nye teknologier inden for affaldshåndtering til genanvendelse af bioplast, der er af samme kvalitet som det jomfruelige produkt. Indtil nu har dette været en stor udfordring i plastgenanvendelse, Mens bioplast er lavet af biologiske materialer, er de ikke alle komposterbare, og de fleste nuværende genanvendelsesmetoder er ineffektive, fremskynder nedbrydningen af ​​bioplast betydeligt, hvilket gør det muligt at genbruge dem og genbruge dem."

Flere oplysninger: Susana M. Meza Huaman et al., En generel vej til omstilling af hydrolytiske enzymer mod plastisk nedbrydning, Cell Reports Physical Science (2024). DOI:10.1016/j.xcrp.2024.101783

Journaloplysninger: Cell Rapporter Fysisk Videnskab

Leveret af King's College London