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Riciclare la plastica. Sviluppato un enzima mutante che mangia le bottiglie di plastica


Riciclare la plastica. Gli scienziati hanno creato un enzima mutante che mangia le bottiglie di plastica. L’innovazione potrebbe aiutare a risolvere la crisi globale dell’inquinamento causato dalla plastica consentendo per la prima volta il pieno riciclo delle bottiglie.

Una scoperta avvenuta nel 2016 ha permesso l’avvio di questa ricerca. Quando un primo batterio, in una discarica di rifiuti in Giappone, si era evoluto naturalmente per mangiare la plastica. Gli scienziati hanno ora individuato la struttura dettagliata dell’enzima cruciale prodotto da un’insetto.

Il team internazionale ha poi modificato l’enzima per vedere come si era evoluto, ma a sorpresa hanno scoperto che avevano inavvertitamente reso la molecola ancora più efficace nel rompere la plastica PET (polietilene tereftalato). Il PET è utilizzato principalmente per la produzione delle bottiglie di bibite. “In realtà è stato migliorato l’enzima, e per noi è stato un po ‘uno shock”, ha affermato il prof John McGeehan, dell’Università di Portsmouth, nel Regno Unito, che ha guidato la ricerca coordinamento anche il team del National Renewable Energy Laboratory (NREL) del Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti.

“È fantastico e un vero risultato.”

L’enzima mutante impiega alcuni giorni per iniziare a scomporre la plastica, mentre in natura occorrerebbero dei secoli agli oceani per degradarne la struttura. I ricercatori sono ottimisti sul fatto che questo processo possa essere ulteriormente accelerato per poi utilizzarlo su larga scala.

“Quello che speriamo di fare è usare questo enzima per trasformare la plastica nei suoi componenti originali, così potremmo letteralmente riciclarla”, ha detto McGeehan. “Significa che non avremo più bisogno di estrarre altro petrolio e soprattutto dovrebbe ridurre la quantità di plastica immessa nell’ambiente.”

Circa 1 milione di bottiglie di plastica vengono vendute ogni minuto in tutto il mondo di cui solo il 14% verrà riciclato, molte finiscono negli oceani dove andranno ad inquinare anche le parti più remote del pianeta, danneggiando la vita marina e potenzialmente le persone che mangiano pesce.

“La plastica è incredibilmente resistente al degrado. Alcune delle immagini che girano per il web sono orribili “, ha detto McGeehan. “È uno dei materiali meglio riusciti, fatto ‘troppo bene’.”

Tuttavia, anche le bottiglie riciclate possono essere trasformate in fibre opache da utilizzare per produrre abiti o tappeti. Il nuovo enzima può essere usato per riciclare le bottiglie di plastica trasparente e permetterebbe di crearne di nuove, senza la necessità di produrre nuova plastica direttamente dal petrolio.

“Il petrolio è economico, quindi il PET vergine è economico”, ha affermato McGeehan. “È così facile per i produttori generarne di più, piuttosto che provare la strada del riciclo. Ma credo che qui ci sia un opinione pubblica la cui percezione sta cambiando in modo così radicale che le aziende stanno iniziando a considerare la via del riciclo come praticabile.”

La nuova ricerca, pubblicata sulla rivista Proceedings of the National Academy of Sciences, ha esordito descrivendo la struttura dell’enzima prodotto dall’insetto giapponese. Il team si è avvalso della Diamond Light Source (Oxford, nel Regno Unito), un intenso fascio di raggi X che è 10 miliardi di volte più luminoso del sole e può rendere visibili i singoli atomi di una struttura.

La conformazione dell’enzima sembrava molto simile a quella di molti batteri sviluppati per attaccare la cutina, un polimero naturale utilizzato come rivestimento protettivo dalle piante. Ma quando il team ha manipolato l’enzima per esplorarne le connessioni, ha accidentalmente migliorato la sua capacità di mangiare il PET.

“È un miglioramento modesto – il 20% in più – ma non è questo il punto”, ha affermato McGeehan. “È incredibile perché ci dice che l’enzima non è ancora ottimizzato. Abbiamo la possibilità di utilizzare questa tecnologia per crearne uno super veloce.”

Riciclare la plastica li perfezionamento del risultato

Gli enzimi industriali sono ampiamente utilizzati, ad esempio, nel lavaggio di polveri e nella produzione di biocarburanti. Sono stati migliorati per operare fino a 1.000 volte più velocemente. Lo stesso percorso che McGeehan prevede per l’evoluzione del suo enzima che mangia la plastica. Il brevetto su questo specifico enzima mutante è stato depositato dai ricercatori di Portsmouth e dal National Renewable Energy Laboratory degli Stati Uniti in Colorado.

Un possibile miglioramento ancora da esplorare prevede di trapiantare l’enzima mutante in un “batterio estremofile” che può sopravvivere a temperature superiori a 70°C, ossia il momento in cui il PET cambia da uno stato vetroso a uno viscoso, rendendolo probabilmente degradabile 10-100 volte più velocemente.

Il lavoro precedente aveva dimostrato che alcuni funghi possono abbattere la plastica PET ma i batteri sono molto più facili da imbrigliare per usi industriali.

Altri tipi di plastica potrebbero essere scomposti da batteri che si stanno evolvendo naturalmente dall’ambiente, McGeehan ha poi aggiunto: “Le persone di tutto il mondo stanno ora chiedendo con forza di risolvere il problema del PET che inquina ed affonda nelle acqua del mare”. Alcuni scienziati hanno ipotizzato che un giorno, specifici insetti plasmatici geneticamente realizzati potrebbero essere spruzzati sugli enormi cumuli di plastica negli oceani per ripulirli.

L’inquinamento microplastico negli oceani è molto peggio di quanto temuto, affermano gli scienziati

“Penso che la nuova ricerca sia molto eccitante, mostrerà che esiste un forte potenziale nell’utilizzare la tecnologia enzimatica per aiutare questo crescente problema sociale”, ha detto Oliver Jones, un chimico della RMIT University di Melbourne, in Australia, che non fa parte del gruppo di ricerca.

“Gli enzimi non sono tossici, e sono biodegradabili, possono essere prodotti in grandi quantità dai microrganismi”, ed ha aggiunto. “C’è ancora molta strada da fare prima di poter riciclare grandi quantità di plastica con gli enzimi, e forse per ora la riduzione delle tonnellate di plastica prodotta potrebbe essere la strada preferibile. Intanto questo studio è certamente un passo nella giusta direzione”.

Il Prof Adisa Azapagic, dell’Università di Manchester nel Regno Unito, ha convenuto che l’enzima potrebbe essere utile, ma ha aggiunto:

“Sarebbe necessaria una valutazione completa del suo ciclo di vita per garantire che questa tecnologia non risolva il problema ambientale dei rifiuti a scapito di possibili altri collaterali, come ad esempio le emissioni aggiuntive di gas serra.”

 

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