Ученые Королевского колледжа Лондона (Великобритания) разработали новый метод переработки одноразового биопластика – с помощью ферментов, присутствующих в средствах для стирки. Предметы из самого популярного полимера для коммерческого биопластика, полимолочной кислоты (PLA), разлагаются за 24 часа, что в 84 раза быстрее, чем при промышленном компостировании. Исследование опубликовано в журнале Cell Reports Physical Science.
В 2019 г. было произведено 460 млн т пластика: в 230 раз больше, чем в 1950 г. Несмотря на многочисленные инициативы в мире по замыканию жизненного цикла пластика, в 2019 г. его было переработано только 9%, то есть 91% либо сжигался, либо накапливался на свалках и в окружающей среде. Это создало стимул для разработки как новых стратегий переработки, так и более экологичных пластмасс, говорится в исследовании. Биопластики (полученные из биологических источников, таких как кукурузный крахмал, маниок или сахарный тростник) используются как экологически чистая альтернатива обычным. Однако способы производства высококачественных биопластиков достаточно дороги, кроме того, пригодность к вторичной переработке довольно низкая, отмечают ученые. К тому же, увеличение производства биопластиков подразумевает увеличение использования сельскохозяйственных земель.
457 000 т изделий из PLA было изготовлено в мире в 2021 г. К сожалению, большинство из них накапливается на свалках, поскольку при промышленном компостировании процесс их разложения слишком долог – 84 дня. Одним из методов утилизации как обычных пластмасс, так и биопластиков, является химическая переработка. Несмотря на ее преимущества по сравнению с традиционными механическими методами, только небольшая часть пластиковых отходов перерабатывается таким способом из-за высоких экономических и энергетических затрат. В последнее время для химической переработки пластмасс был разработан широкий спектр катализаторов на основе металлов и растворители. Однако их применение требует жестких условий разложения, таких как высокие температуры (>120 °C), к тому же концентрированные кислоты или металлические катализаторы трудно удалить из полимера, а они могут быть токсичными для окружающей среды.
Исследователи утверждают, что биокаталитическая деградация пластмасс является самой привлекательной альтернативой химической, поскольку ферменты обладают значительно меньшим воздействием на окружающую среду. После преобразования в мономеры (отдельные молекулы) материалы можно превратить в столь же высококачественный пластик для многократного повторного использования.
«Вдохновением для этого проекта послужила проблема с биопластиками, используемыми в медицинских и хирургических изделиях. Мы решили, как утилизировать биопластик из повседневной жизни, используя обычный фермент, содержащийся в стиральном порошке. Создание устойчивых решений с помощью химии позволяет нам начать думать о полном отказе от нефти и других невозобновляемых источников для создания материалов, необходимых нам для современной жизни», – прокомментировал исследование один из его авторов, химик Алекс Броган, сообщает Phys.org .
В недавнем отчете ОЭСР прогнозируется, что к 2060 г. количество пластиковых отходов в мире увеличится почти в три раза, при этом около половины окажется на свалке, а менее пятой части пойдет на переработку.
