ارائه راهکاری برای تجزیه انواع پلاستیک در ۳۰ ساعت

محققان با ساخت بیوراکتوری، به روش جدیدی برای تجزیه مواد پلاستیکی مبتنی بر تثبیت آنزیم بر روی نانو ذرات اکسید آهن دست یافتند که به گفته آنها این روش در مقایسه با روش‌های بیولوژیک گذشته، دارای سرعت بالا برای تجزیه انواع مختلف پلاستیک است.

حامد میلانی، پزشک و پژوهشگر در حوزه نانوبیوتکنولوژی در گفت‌وگو با ایسنا،‌ پلاستیک‌های تولید شده از مواد پتروشیمی را یکی از بزرگترین اختراعات بشر دانست و اظهار کرد: مواد پلاستیکی هر چند به عنوان یک صنعت بزرگ و کالای ضروری در زندگی انسان تبدیل شده‌اند، ولی در برابر تجزیه شیمیایی و طبیعی مقاوم هستند و بر اساس آمارهای منتشر شده از سوی سازمان حفاظت از محیط زیست ایالات متحده امریکا سالانه ۳۸۱ میلیون تن پلاستیک در دنیا تولید می‌شود که از این مقدار بیش از ۳۰ میلیون تن در محیط رها می‌شوند.

میلانی، ماندگاری بالای این ماده نفتی در طبیعت را از مهمترین آسیب‌های جدی  پلاستیک‌ها برای محیط زیست عنوان کرد و یادآور شد: به طور میانگین تجزیه ضایعات پلاستیکی رها شده در محیط زیست ۳۵۰ سال طول می‌کشد که بسته به نوع پلاستیک می‌تواند تا چند قرن! به طول بینجامد.

وی از ارائه راهکاری برای رفع این چالش زیست محیطی خبر داد و افزود: راکتور بیولوژیک تولیدشده در این مطالعات که نمونه مشابهی از آن در دنیا وجود ندارد، بر پایه تکنولوژی تثبیت آنزیم بر روی نانوذرات اکسید آهن طراحی شده و ما در آن از اشعه UV برای تسهیل فرایند تجزیه ماکرو مولکول‌های پلاستیک استفاده کردیم.

مجری طرح با اشاره به جزئیات این دستگاه، خاطر نشان کرد: در گام نخست نسبت به ایزوله‌سازی میکروارگانیسم‌های تجزیه کننده اقدام کردیم که تعداد اولیه آنها به بیش از ۶۸۹ ایزوله میکروبی می‌رسید و ۵۱ مورد از این ایزوله‌ها که دارای فعالیت هیدرولیزی قوی‌تر بودند، انتخاب شدند و به روش‌های فنوتیپی و ژنوتیپی مورد شناسایی قرار گرفتند.

وی گام بعدی این پروژه را تولید و خالص‌سازی آنزیم‌های تجزیه کننده پلاستیک ذکر و خاطر نشان کرد: آنزیم‌های به دست آمده طی فرایند پیچیده "استابیلیزیشن" روی نانوذرات اکسید آهن تثبیت شده و در راکتور بیولوژیک طراحی‌شده مورد استفاده قرار گرفتند.

میلانی با بیان اینکه تا کنون از روش‌های مکانیکی و شیمیایی برای تجزیه پلاستیک استفاده می‌شد، اضافه کرد: تنها چند کشور در دنیا از جمله ایالات متحده امریکا و ژاپن به تکنولوژی نوین بیولوژیکی برای تجزیه پلاستیک دست پیدا کرده‌اند و ما توانستیم علاوه بر دستیابی به این دانش، راکتور بیولوژیکی بر پایه استفاده از آنزیم طراحی کنیم  که در مقایسه با روش‌های بیولوژیک گذشته دارای سرعت بالا برای تجزیه انواع مختلف پلاستیک، کارایی بالاتر، عدم نیاز به سیستم استریل، کنترل راحت‌تر فرایند و قابلیت استفاده مجدد از سیستم آنزیمی است.

به گفته وی، با استفاده از این راکتور بیولوژیکی سرعت تجزیه پلاستیک به حدود ۳۰ ساعت رسیده است.

میلانی با اشاره به خروجی راکتور تجزیه کننده مواد پلاستیکی، گفت: خروجی این راکتور مونومرهای سازنده پلاستیک است که می‌تواند به عنوان منبع کربن برای میکروارگانیسم‌ها طی فرایند "فرمنتیشن" (تخمیر) استفاده شود. علاوه بر این به عنوان ماده اولیه تولید پلاستیک نیز کاربرد دارد.