Oamenii de știință au utilizat machine learning pentru a crea o enzimă care degradează unele forme de plastic în doar 24 de ore, cu o stabilitate care o face potrivită pentru a fi adoptată la scară largă.

Oamenii de știință explorează potențialul enzimelor de a contribui la reciclarea materialelor plastice de mai bine de un deceniu, dar în ultimii șase ani s-au înregistrat unele progrese semnificative. În 2016, cercetătorii din Japonia au descoperit o bacterie care folosea enzime pentru a descompune plasticul PET în câteva săptămâni. O versiune modificată a acestor enzime, denumită PETase, a îmbunătățit și mai mult performanța, iar în 2020 am văzut cum oamenii de știință au dezvoltat o versiune și mai puternică, care digeră plasticul PET la o viteză de șase ori mai mare.

O echipă de la Universitatea din Texas și-a propus să abordeze unele dintre deficiențele de până acum ale acestor enzime. Potrivit oamenilor de știință, aplicarea tehnologiei a fost împiedicată de incapacitatea de a funcționa bine la temperaturi scăzute și la diferite intervale de pH, de lipsa de eficacitate în abordarea directă a deșeurilor de plastic netratate și de ratele lente de reacție, potrivit newatlas.com

Pentru a rezolva aceste probleme, echipa a dezvoltat un model de machine learning care ar putea prezice ce mutații într-o enzimă PETază i-ar oferi aceste capacități. Acest lucru a implicat studierea îndeaproape a unei serii de produse din plastic PET, inclusiv containere, sticle de apă etc, și apoi utilizarea modelului pentru a proiecta și a crea o enzimă nouă și îmbunătățită, denumită FAST-PETase.

Această enzimă nou creată s-a dovedit a fi superioară în ceea ce privește descompunerea materialelor plastice PET la temperaturi cuprinse între 30 și 50 °C și la o serie de niveluri de pH. A fost capabilă să degradeze aproape în întregime 51 de produse PET netratate în decurs de o săptămână, iar în unele experimente a descompus materialele plastice în doar 24 de ore. Oamenii de știință au demonstrat, de asemenea, un proces de reciclare a PET-ului în circuit închis, în care FAST-PETase a fost utilizat pentru a descompune plasticul, iar monomerii recuperați au fost folosiți pentru a reconstrui chimic materialul.

Cu capacitatea de a descompune rapid deșeurile de plastic la temperaturi scăzute, cercetătorii cred că au ajuns la o tehnică portabilă, accesibilă și care poate fi adoptată la scară industrială. Aceștia au depus un brevet pentru această tehnologie și speră să o vadă folosită în depozitele de deșeuri și în zonele poluate.