從二十世紀開始出現的各式塑料製品，給我們的生活提供了不少便利，但也因為難降解等特性，給我們身處的環境造成了巨大的負擔。
占全球所有廢物的 12% 的 PET 塑料（學名聚對苯二甲酸乙二醇酯），就需要上百年的時間才能自然降解，如今的微塑料污染更是已經侵入人體，解決塑料污染已經迫在眉睫。
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於是，多年來人們一直在想辦法「消滅」這些廢棄的塑料製品。雖然回收利用是減少塑料垃圾最明顯的方式，但全球只有不到 10% 的塑料能被回收，其他的廢塑料不是被扔進填埋場，就是被燃燒。不但成本高，耗能大，還會產生有毒氣體。
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在熱解、利用甲醇等多種嘗試中，科學家發現了一個有效的方法——利用酶來分解廢塑料。幾年前日本的研究人員就發現一種會「吃」塑料的細菌，在酶的作用可以在幾周內分解 PET 塑料。
之後，英國朴茨茅斯大學（University of Portsmouth）的研究人員設計出一種性能更強的酶——「PETase」，並將它與另一種名為「MHETase」的酶結合形成一種「超級酶」，能夠以六倍的速度「吃掉」PET 塑料。
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不久前，這種「吃」塑料的酶又變得更強了。德克薩斯大學的一個團隊對「PETase」酶的一些缺點進行了改進，比如它無法在低溫和不同的 pH 范圍內正常運行、直接處理未經處理的塑料廢物缺乏有效性以及反應速度慢等等。
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為了讓「PETase」酶變得更強，研究人員開發了一種機器學習模型，這個模型可以預測酶中的哪些突變可以消除這些阻礙，比如在低溫下如何快速解聚那些消費後留下的廢塑料。
藉助機器學習的預測和研究，研究人員設計了一種功能、活性、穩定性和耐受性都更出色的酶，稱為「FAST-PETase」。
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測試中，「FAST-PETase」酶在一周內幾乎完全降解了 51 種不同的消費產生的塑料容器、5 種不同的聚酯纖維和織物以及 PET 製成的水瓶。在某些實驗中，它甚至可以在短短 24 小時內就可以將塑料分解。
通過測試，研究人員已經地驗證了它的有效性。更重要的是，「FAST-PETase」酶不僅分解速度更快，還可以在低於 50 攝氏度的溫度下發揮作用，這也就意味著它能得到更廣泛的應用。
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接下來，這個團隊計劃擴大酶的生產規模，為工業和環境應用做准備。研究人員已經為這項技術提交了專利申請，並計劃了幾種不同的用途，比如清理垃圾填埋場；也在研究多種將酶帶入田間以清理污染場地的方法，計劃把它用於環境修復。
▲ 圖片來自：UTNEWS
廢塑料給我們造成的影響已經太多也太久了，「FAST-PETase」酶的出現，是合成生物學、化學工程和人工智慧等多種學科共同的智慧成果，也是處理塑料污染的可行之道。希望藉助它的力量，能讓塑料製品帶來的污染能在我們的環境中漸漸消失。
來源：愛范兒
