近日,一项新的研究实现了新的突破,科学家们利用机器学习设计了一种酶,可以在24小时内降解某些形式的塑料,其稳定性非常适合大规模应用。
十多年来,科学家们一直在探索酶在塑料回收方面的潜力,在过去6年左右的时间里取得了一些进展。2016年,日本的研究人员发现了一种细菌,它利用酶在几周内分解pet塑料。这些酶的工程版本,称为petase,进一步提高了性能。2020年,科学家开发出更强大的版本,可以以6倍的速度消化pet塑料。
迄今为止,德克萨斯大学的一个团队正着手解决这些酶的一些缺点。该团队开发了一种机器学习模型,可以预测petase酶中的哪些突变可以发挥作用。这其中涉及密切研究一系列pet塑料产品,包括容器、水瓶和织物,然后团队使用该模型设计一种新的和改进的酶,称为 fast-petase(功能性、活性、稳定和耐受性petase)。
这种新创造的酶在30至 50 °c(86至122 °f)的温度和一系列ph值范围内都能分解 pet塑料,且表现出色。它能够在一周内几乎完全降解51种不同的未经处理的pet产品,并且在一些实验中,在短短24小时内就可以分解塑料。科学家们还展示了一个闭环pet回收过程,其中使用fast-petase分解塑料,然后使用回收的单体对材料进行化学重建。
由于其能够在低温下快速分解塑料废物,研究人员相信这是一种便携、经济实惠且能够在工业上大规模采用的技术。他们已经为这项技术申请了专利,并希望未来能看到它在垃圾填埋场和污染地区得到使用。
题为machine learning-aided engineering of hydrolases for pet depolymerization的相关研究论文发表在《自然》上。
前瞻经济学人app资讯组
论文原文:
https://www.nature.com/articles/s41586-022-04599-z
p12 q0
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