Ingenieurs uit de Verenigde Staten maakten een PET-afbrekend enzym efficiënter met behulp van kunstmatige intelligentie. In sommige gevallen kon het enzym het plastic al in 24 uur afbreken.
Plastic is een bijzonder handig en in de huidige wereld zelfs onmisbaar materiaal. Eén van de grote voordelen van het spul is echter tevens het grote nadeel: plastic vergaat niet of nauwelijks. Zo doet een plastic zak er in de natuur enkele decennia over om te verweren, en blijven de minuscule stukjes microplastic die dat oplevert vervolgens vermoedelijk nog eeuwen bestaan. Elk jaar opnieuw belanden er miljoenen tonnen plastic in de oceaan.
Bacteriën
Maar er is hoop. Af en toe duiken er bacteriën op die plastic blijken te kunnen verteren, dankzij speciale enzymen. Een onderzoeksteam van de University of Texas is er nu in geslaagd om een verbeterde versie van deze enzymen te fabriceren. Hiermee kan plastic - in dit geval polyethyleentereftalaat (PET) - als alles meezit in 24 uur worden afgebroken. Dat schreven de onderzoekers vorige week in Nature.
Het kunstmatige enzym heet FAST-PETase – de afkorting staat voor functioneel, actief, stabiel en tolerant – en is gebaseerd op de natuurlijke enzymen die de bacterie Ideonella sakaiensis gebruikt om PET te verteren.
Deze bacterie werd in 2016 door Japanse onderzoekers ontdekt op een vuilnisbelt, waar hij leefde op een dieet van petflessen. Onderzoekers van de Britse University of Portsmouth slaagden er in de vier jaar die volgden in de PET-verterende enzymen enigszins te verbouwen en te combineren, hetgeen leidde tot een nieuwe variant die efficiënter en dus sneller was.
Kunstmatige intelligentie
En nu is daar dus nog een efficiëntieslag overheen gegaan. De onderzoekers uit Texas gebruikten kunstmatige intelligentie om te voorspellen welke veranderingen het enzym zou moeten ondergaan om het plastic nog sneller te verteren en de PET-polymeren ook bij relatief lage temperaturen (namelijk tussen dertig en vijftig graden Celsius) af te kunnen breken tot simpele moleculen.
Ze testten het uit op vijftig verschillende plastic verpakkingen. En met succes. Het enzym is geschikt voor gebruik op industriële schaal, zeggen de onderzoekers zelf in het persbericht van de universiteit.
‘De mogelijkheden zijn eindeloos, dankzij deze benadering kunnen we straks een werkelijk circulaire plastic-economie tegemoet zien’, zegt Hal Alper van de UT Austin in het persbericht.
Smelten of verbranden
Dat laatste is wellicht een tikje overdreven. Om plastic afval tegen te gaan, zet het reduceren van het gebruik van wegwerpplastic waarschijnlijk meer zoden aan de dijk.
Momenteel wordt er jaarlijks ruim vierhonderd miljoen ton plastic geproduceerd, en twaalf procent van die plasticproductie betreft PET. En laat dat nu juist het soort plastic zijn dat tóch al kan worden omgesmolten tot granulaatkorrels voor hergebruik.
Zelfs van het plastic dat gerecycled kan worden gaat 75 procent nu bovendien nog de verbrandingsoven in, dus ook daar valt nog veel winst te behalen, zoals Jos Keurentjes, voorzitter van het Transitieteam Kunststoffen en directeur van het UT Centre for Energy Innovation, onlangs nog betoogde in De Ingenieur. De redding zal uiteindelijk dus van een combinatie van maatregelen moeten komen.
Openingsbeeld: Tanvi Sharma, via Unsplash.com
Nieuwsbrief
Vond je dit een interessant artikel, abonneer je dan gratis op onze wekelijkse nieuwsbrief.