Сочетание химических катализаторов и инженерно созданных бактерий было использовано для превращения смеси обычного пластикового мусора в полезный продукт. Этот метод может быть адаптирован для других видов пластика или для производства различных материалов.

Процессы, преобразующие пластиковые отходы в полезные химические вещества, как правило, сосредоточены только на определенном пластике, поэтому трудно разработать оборудование, способное справиться со смесью пластиковых отходов, что необходимо для настоящей циркулярной экономики.

Грегг Бекхэм (Gregg Beckham) из Национальной лаборатории возобновляемой энергии в Колорадо и его коллеги разработали двухэтапный процесс, в котором используются легкодоступные катализаторы и модифицированные почвенные бактерии Pseudomonas putida для обработки смесей некоторых наиболее распространенных пластиковых отходов.

Группе удалось превратить полистирол, полиэтилентерефталат (ПЭТ) и полиэтилен высокой плотности (ПЭВП) в семейство биоразлагаемых соединений под названием полигидроксиалканоаты, которые часто используются в биомедицинских целях, например, для накладывания швов или восстановления сухожилий.

Первый этап процесса заимствован из распространенного промышленного метода получения терефталевой кислоты, одного из компонентов ПЭТ. При этом используется кислород и химические катализаторы для разрушения углеродных связей в смешанных пластиковых отходах, что делает получаемые соединения более усвояемыми для бактерий.

"Первый шаг – это как большой молот: просто берем кислород и простые химические катализаторы для получения кислородсодержащих биодоступных промежуточных продуктов – а затем мы конструируем организм, чтобы преобразовать их в единый продукт", – говорит Бекхэм.

Хотя в данном исследовании Бекхэм и его команда создали бактерию для производства полигидроксиалканоатов, ее можно заставить производить другие, более широко используемые продукты, например, строительные блоки для легко перерабатываемых и экологически чистых пластмасс. Они также надеются расширить этот метод, чтобы справиться с большим разнообразием пластмасс.

"Самое интересное в синтетической биологии, метаболической инженерии и этой идее биологической технологии... заключается в том, что если организм может питаться или потреблять кислородсодержащие промежуточные продукты, то потенциально можно производить все, что угодно", – говорит Бекхэм.

Концепция сочетания химического распада и биологического преобразования является новой и может стать частью новой цепочки переработки смешанных пластиковых отходов, говорит Майк Шейвер (Mike Shaver) из Манчестерского университета (Великобритания).

"Действительно, очень важна возможность каталитической предварительной обработки этих полимеров для получения разнообразного сырья, которое затем объединяется в нечто более экономически выгодное", – говорит он.

Однако пока этот процесс был продемонстрирован только в лаборатории, и необходимо доказать, что он имеет экономический смысл в реальном мире, добавляет он.

Алекс Уилкинс