Пластмассы - это обширная группа материалов. Большую часть одноразовых бутылок изготавливают из полиэтилентерефталата (ПЭТ). Этот полимер идеально подходит для хранения газированных напитков, так как хорошо держит давление и сохраняет все свойства шипучей жидкости. Он подлежит вторичной переработке, однако её методы, дающие на выходе недолговечный серый или черный пластик, не позволяют получить коммерчески привлекательный продукт. Производителю часто гораздо выгоднее купить партию нового ПЭТ, чем использовать переработанный материал с сомнительными свойствами.
Все это заставляет ученых искать методы разложения ПЭТ на изначальные составляющие. Эти технологии, как считается, сделают переработанный пластик неотличимым от только что произведенного, устранят проблему с красителями и необходимость в сортировке. Если же удастся избавиться от применяющегося сегодня плавления ПЭТ, процесс переработки станет гораздо более экологически чистым. Одна из альтернативных технологий интересующего нас типа использует ферменты, разрушающие химические связи полимера. При этом в какой-то момент выяснилось, что они производятся некоторыми бактериями.
Все верно - в природе есть микробы, способные разлагать ПЭТ. С наибольшей скоростью это делали бактерии, которые были обнаружены на одной из японских свалок в 2016 году. Пластик низкого качества «съедался» ими всего за 6 недель, однако тот, который используется при производстве бутылок, держался дольше. Ученые попытались раскрыть механизмы этого процесса. Сначала они экспериментировали с петазами – ферментами, имеющимися в арсенале бактерий. Одна искусственно созданная разновидность этого класса веществ разрушила полиэтилентерефталат на 20% быстрее, чем естественная.
Дальше - больше. На вооружении у той же самой японской бактерии оказался ещё один фермент - мхетаза (MHETase). Он примечателен тем, что берет продукт, создающийся петазой, а именно моно(2-гидроксиэтил) терефталевой кислоты и делит его на терефталевую кислоту и этиленгликоль - исходные продукты для производства ПЭТ. Это означает, что один и тот же пластик можно перерабатывать бесконечно, до минимума сократив потребность в его изготовлении из нефти. Смешав синтетическую петазу с мхетазой, и обработав этим составом полимер, ученые обнаружили, что тот разрушился в два раза быстрее, чем под воздействием только петазы. Однако самый волнующий результат был получен после того как между названными ферментами была искусственно создана синтетическая связь, прочно удерживающая их вместе. Это ускорило процесс разложения ПЭТ ещё в три раза.
Здесь у любознательного читателя может возникнуть вопрос, почему бактерии сами не проворачивают этот замечательный трюк, ведь они генерируют одновременно и петазу, и мхетазу? Дело в том, что объединенный в единое целое суперфермент слишком сложен для того примитивного механизма производства молекул, которым обладают эти микробы.
Естественно, вышеописанное ни в коем случае не означает окончательного решения проблемы пластиковых отходов в планетарном масштабе. Исследователи, сделавшие открытие, честно признаются, что скорость разрушения ПЭТ все ещё недостаточно велика для коммерческой жизнеспособности созданного ими продукта. Они собираются искать способы убыстрить этот процесс до приемлемых для промышленного применения параметров. Но даже в том случае, если ученым удастся создать фермент, который будет запросто уничтожать пластик, это не решит проблему полностью. Так как главная её причина кроется все же в человеке, его нездоровых для планеты привычках. Даже в развитых странах в переработку поступает менее 30% пластиковых изделий, реализующихся на рынке. В местах, где практика раздельного сбора мусора не стимулируется, этот показатель стремится к нулю. Человечество должно научиться не допускать попадания пластика в окружающую среду. И предельно понятно, что каждый из нас должен в этом трудном деле начать с самого себя.
