Các nhà khoa học tạo ra loại enzyme đột biến “ăn” gần xong 1 tấn chai nhựa chỉ sau vài giờ

Các nhà khoa học đã tạo ra thành công một loại enzyme đột biến đặc biệt có thể phân hủy nhựa. Việc phát hiện ra loại enzyme này cực kỳ kỳ lạ: các nhà khoa học biết đến sự tồn tại của nó khi nghiên cứu một đống lá khô đang phân hủy.

Một loại enzyme đặc biệt có thể phân hủy chai nhựa thành các khối nhựa nhỏ, có thể dùng để sản xuất chai nhựa chất lượng cao. Công nghệ tái chế chai nhựa hiện nay vẫn còn rất “đơn giản”, do đó sản phẩm nhựa tái chế chỉ đủ để làm quần áo hoặc thảm.

Carbios là công ty đứng sau một bước đột phá có thể biến đổi dây chuyền sản xuất của nhiều công ty lớn và công ty này có kế hoạch tái chế chai nhựa ở quy mô công nghiệp trong vòng năm năm tới. Hai tên tuổi lớn đầu tiên hợp tác với Carbios để nghiên cứu và sản xuất loại enzyme mới là công ty nước giải khát và đồ ăn nhẹ Pepsi và công ty mỹ phẩm L’Oréal. Các chuyên gia đáng chú ý gọi loại enzyme mới này là một bước tiến lớn trong lĩnh vực tái chế.

Nhiều nghiên cứu đã chỉ ra rằng nhựa có ở khắp mọi nơi trên Trái Đất, từ băng Bắc Cực đến đại dương sâu thẳm, ảnh hưởng đến môi trường sống của hàng triệu sinh vật biển và thậm chí gây nguy hiểm cho sức khỏe con người. Nếu enzyme này thành công ở quy mô công nghiệp, chúng ta có thể giảm đáng kể lượng nhựa thải ra môi trường mỗi năm.

Một nghiên cứu mới được công bố trên tạp chí Nature nêu chi tiết về nguồn gốc và cách thức hoạt động của enzyme đột biến này. Nghiên cứu bắt đầu với một mẫu gồm 100.000 vi sinh vật tiềm năng, bao gồm một loài vi khuẩn phát triển trong lá mục (được phát hiện vào năm 2012).

Giáo sư Alain Marty từ Đại học Toulouse, Pháp, đồng thời là giám đốc khoa học của Carbios, cho biết: “Chúng tôi đã hoàn toàn quên mất nó, nhưng hóa ra đó lại là điều tuyệt vời nhất mà chúng tôi có”.

Các nhà nghiên cứu đã phân tích enzyme mà vi khuẩn tiết ra, buộc nó phải đột biến để tăng khả năng phân hủy nhựa PET – hóa chất tạo nên chai nhựa mà chúng ta biết. Enzyme này vẫn hoạt động ổn định ở nhiệt độ 72 độ C, nhiệt độ được coi là gần hoàn hảo để phân hủy nhanh.

Trong một thử nghiệm, nhóm các nhà khoa học đã sử dụng loại enzyme đột biến được tối ưu hóa này để phân hủy một tấn chai nhựa. Họ đã đạt được thành công đáng kinh ngạc khi 90% rác thải nhựa đã bị phá hủy sau khoảng 10 giờ. Lượng rác thải này đã được tái sử dụng để sản xuất chai nhựa đạt tiêu chuẩn an toàn thực phẩm.

Carbios đã ký hợp đồng với công ty công nghệ sinh học Novozymes, công ty có thể sản xuất loại enzyme đặc biệt từ nấm với chi phí chỉ bằng 4% chi phí sản xuất nhựa nguyên sinh từ dầu thô.

Chi phí tái chế nhựa PET bằng phương pháp này vẫn cao hơn nhựa nguyên sinh do chi phí thu gom và gia nhiệt nhựa trước khi thêm enzyme để phân hủy cao. Tuy nhiên, theo Martin Stephan, CEO của Carbios, giá nhựa tái chế cấp thấp hiện đang rất cao do nguồn cung khan hiếm nên công nghệ này vẫn có chỗ đứng.

“Chúng tôi là công ty đầu tiên giới thiệu công nghệ này ra thị trường”, CEO Stephan cho biết. “Mục tiêu của chúng tôi là đưa vào hoạt động vào khoảng năm 2024, 2025, trên quy mô công nghiệp”.

Thật khó để nói quá về tầm quan trọng của nhựa trong xã hội hiện đại, nhưng vấn đề nằm ở rác thải nhựa. Vì vậy, để hỗ trợ các công nghệ tái chế mới và hiệu quả hơn rất nhiều, chúng ta cần tăng cường thu gom rác thải nhựa.

Vào khoảng thời gian tương tự hai năm trước, một nhóm các nhà khoa học đã vô tình tạo ra một loại enzyme có thể phân hủy chai nhựa. Giáo sư John McGeehan, một trong những người đứng sau nghiên cứu và là giám đốc của Trung tâm đột phá enzyme của Đại học Portsmouth, cho biết Carbios là người đi đầu trong lĩnh vực enzyme phân hủy nhựa. Ông nhiệt tình gọi nghiên cứu mới này là một bước đột phá lớn.

Giáo sư McGeehan cho biết: “Một chuỗi tái chế nhựa quy mô công nghiệp thực sự có thể thực hiện được nhờ enzyme mới. Nó đại diện cho một bước tiến lớn về cả tốc độ phân hủy, hiệu quả và khả năng chịu nhiệt”. Đây sẽ là một công nghệ giúp giảm sự phụ thuộc của chúng ta vào chuỗi nhựa gốc dầu, cắt giảm khí thải và năng lượng được sử dụng để sản xuất nhựa, đồng thời khuyến khích thu gom chai nhựa để tái chế.

Tham khảo Guardian