Niedawno w Nature opublikowano artykuł zespołu profesora Hala Alpera z University of Texas w Austin, w którym dyskutowano, że transformacja enzymu za pomocą uczenia maszynowego może skrócić czas degradacji tworzyw sztucznych w ciągu stuleci z 24 godzin do kilku dni.Ta wiadomość wzbudziła zaniepokojenie, ponieważ osiągnięcie to może rozwiązać problem sprzed stu lat: ograniczanie i zmniejszanie szkód, jakie tworzywa sztuczne wyrządzają społeczeństwu ludzkiemu, przyrodzie i ekologii.
Wynalezienie tworzyw sztucznych i wielokrotne odnawianie produktów z tworzyw sztucznych to innowacja, dzięki której ludzie mogą wykorzystywać zasoby Ziemi do rozwoju gospodarki i poprawy życia.To niewątpliwie świetny wynalazek.Jednak 100 lat po wynalezieniu plastikowej torby europejska organizacja ochrony środowiska uznała ją za „najgorszy wynalazek ludzkości XX wieku”.Szkody plastiku dla ludzi, organizmów i środowiska stają się coraz poważniejsze.
Co roku światowa produkcja tworzyw sztucznych sięga zawrotnych 300 milionów ton.Jednak gdy kończy się misja wyrobów z tworzyw sztucznych, ludzkość nie może skutecznie sobie z nimi poradzić.Spalanie tworzyw sztucznych spowoduje zagrożenia dla środowiska, takie jak duża liczba dioksyn i innych zanieczyszczeń.Gdy dostaną się do gleby, zagrażają również roślinom, uprawom i ekologii.Jednocześnie blisko 80% światowych wyrobów z tworzyw sztucznych trafia po zakończeniu swojej misji na wysypiska i wysypiska śmieci, co nie tylko zanieczyszcza lokalne źródła gleby i wody, ale także pojawia się w ludzkiej krwi, kale, a nawet łożysku. forma mikroplastików poprzez wodę pitną i łańcuch pokarmowy.
Na arenie międzynarodowej zaproponowano różne środki w celu ograniczenia szkód powodowanych przez produkty z tworzyw sztucznych.Metody te to: ograniczanie produkcji i stosowania produktów z tworzyw sztucznych, przyjmowanie zamienników, recykling produktów z tworzyw sztucznych, wprowadzanie tworzyw sztucznych w tryb recyklingu itp. Chiny wdrożyły w 2008 r. „nakaz ograniczenia tworzyw sztucznych”, który stanowi, że produkcja, sprzedaż i stosowanie tworzyw sztucznych torby na zakupy o grubości mniejszej niż 0,025 mm są zabronione na terenie całego kraju.Wszystkie supermarkety, centra handlowe, targi i inne miejsca handlu detalicznego towarami nie mogą oferować bezpłatnie plastikowych toreb na zakupy.W 2020 r. wiele prowincji i miast w całym kraju wydało również zaktualizowane lokalne przepisy dotyczące „limitu plastiku”.
Niemniej jednak ludzie nadal uważają, że produkty z tworzyw sztucznych nie mogą na to poradzić.Wychodząc naprzeciw potrzebom ludzi, przyniosła wiele korzyści ekonomicznych i społecznych.Globalna roczna produkcja tworzyw sztucznych może wzrosnąć z 5 milionów ton w latach 50. do 300 milionów ton obecnie.Powodem jest to, że tworzywa sztuczne są tanie i dobre, niezwykle trwałe i szeroko stosowane.
Aby poprawić wydajność i wskaźnik wykorzystania produktu, możemy pomyśleć o sposobach od źródła i końca.Teraz wydaje się, że zakaz produkcji i używania wyrobów z tworzyw sztucznych wydaje się nierealny.Powinniśmy znaleźć na to wyjście – recykling.
Technologia daje możliwość eksportu tworzyw sztucznych do degradacji i recyklingu.Wcześniejsze badania wykazały, że enzym petaza może degradować zwierzę (politereftalan etylenu), ale ma również oczywiste wady.Może pracować tylko w określonym zakresie pH i temperatury, a szybkość reakcji jest ograniczona.Plastik musi zostać poddany wstępnej obróbce przed degradacją.Teraz zespół badawczy z University of Texas w Austin wykorzystał model uczenia maszynowego do przekształcenia petazy i opracował nowy enzym: szybką petazę (funkcjonalną, aktywną, stabilną i tolerancyjną petazę), która może depolimeryzować i rozkładać petazę na małe cząsteczki w szeregu różnych warunków pH poniżej 50 ℃.W pewnych warunkach tworzywa te mogą zostać całkowicie rozłożone na monomery w ciągu zaledwie 24 godzin.
W związku z tym zapewnia to również kilka sposobów na szybką degradację tworzyw sztucznych przez tworzywa sztuczne.Enzym ten może być również używany do naprawy środowiska, oczyszczania zanieczyszczonych obszarów i pomagania przedsiębiorstwom w recyklingu tworzyw sztucznych na poziomie molekularnym.
Technologia daje nowe możliwości dla przyszłości tworzyw sztucznych.Mamy nadzieję, że dzięki wsparciu nauki i technologii ziemia znów stanie się zielona.
