Ricercatori dell'Università del Texas hanno sfruttato l'apprendimento automatico per progettare un enzima che degrada alcune forme di plastica in pochissimo tempo ed è dotato di una stabilità che lo rende adatto all'adozione su larga scala.
La plastica, da rifiuto per l’uomo a “cibo” per l’enzima
(Rinnovabili.it) – La plastica e i suoi residui permangono nell’ambiente per secoli, ma un enzima sviluppato dagli scienziati potrebbe impiegare poche ore per degradarli. La variante enzimatica creata da ingegneri e scienziati dell’Università del Texas, a Austin potrebbe smaltire quantità enormi di plastiche ambientali. “Le possibilità sono infinite in tutti i settori per sfruttare questo processo di riciclaggio all’avanguardia”, ha detto Hal Alper, professore presso il Dipartimento McKetta di Ingegneria Chimica presso UT Austin. “Oltre all’ovvio settore della gestione dei rifiuti, questo offre anche alle aziende di ogni settore l’opportunità di assumere un ruolo guida nel riciclaggio dei loro prodotti. Attraverso questi approcci enzimatici più sostenibili, possiamo iniziare a immaginare una vera economia della plastica circolare.”
Il polietilene tereftalato (PET) è il bersaglio di questo progetto. Si tratta di un polimero presente in gran parte degli imballaggi. Dai contenitori alimentari alle bottiglie, agli imballaggi di frutta e verdura, il materiale costituisce il 12% dei rifiuti globali.
FAST-PETase, l’enzima che impara a mangiare la plastica
I ricercatori hanno impiegato un modello di apprendimento automatico in grado di prevedere quali mutazioni introdurre nel più celebre PETasi per migliorane il funzionamento. Gli scienziati della Cockrell School of Engineering and College of Natural Sciences hanno condotto il loro esperimento su 51 diversi elementi in plastica. Nel dettaglio, sono state coinvolte cinque diverse fibre di poliestere, tessuti e bottiglie d’acqua. In tutti i casi l’azione di degradazione della plastica dell’enzima ha funzionato. Gli scienziati lo hanno battezzato come FAST-PETasi (PETasi Funzionale, Attivo, Stabile e Tollerante).
La nuova molecola ha mostrato buone capacità di scomposizione del PET a temperature comprese tra 30 e 50 °C e a un intervallo di livelli di pH. È stata in grado di degradare quasi completamente i 51 prodotti non trattati nell’arco di una settimana e in alcuni esperimenti anche in meno di 24 ore.
“Questo lavoro dimostra davvero il potere di riunire diverse discipline, dalla biologia sintetica all’ingegneria chimica all’intelligenza artificiale”, ha detto Andrew Ellington, professore presso il Centro per i sistemi e la biologia sintetica il cui team ha guidato lo sviluppo del modello di apprendimento automatico.
I ricercatori hanno già depositato domanda di brevetto per la tecnologia, e auspicano di aumentarne la produzione ed estenderne i campi di applicazione. L’enzima, oltre a smaltire la plastica, potrebbe inoltre avere un ulteriore utilizzo ambientale per le bonifiche. “Quando si considerano le applicazioni di pulizia ambientale, è necessario un enzima che possa funzionare nell’ambiente a temperatura ambiente. Questo requisito è quello in cui la nostra tecnologia ha un enorme vantaggio in futuro,” ha commentato Alper.
