359 millions de tonnes de plastiques sont produites chaque année dans le monde, dont 150-200 millions de tonnes sont entassées dans des décharges ou exposées à la nature.
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Et le plastique en polyéthylène téréphtalate (PET) est le plus abondant, avec une production annuelle mondiale de près de 70 millions de tonnes - c'est la bouteille en plastique que nous pouvons toucher tous les jours.
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Le recyclage des bouteilles en plastique joue un rôle important dans la protection de l'environnement.
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C'est sur quoi se concentre le dernier article de couverture de la nature 0010010 # 39.
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Cependant, la technologie actuelle de recyclage détruira les propriétés mécaniques de l'animal ou l'efficacité de l'hydrolyse enzymatique est trop faible.
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Récemment, une équipe de l'Université de Toulouse en France a proposé une nouvelle enzyme: elle peut hydrolyser 90% des bouteilles en plastique d'animaux de compagnie en 10 heures. Des articles pertinents ont été publiés dans la nature sous le titre de 0010010 quot; une dépolymérase pour animaux de compagnie conçue pour décomposer et recycler les robots en plastique 0010010 quot ;. Le même jour, le magazine scientifique a rapporté que 0010010 quot; un tigre fait un pas en avant. 0010010 quot; une enzyme mutante pourrait considérablement améliorer le recyclage des robots en plastique 0010010 quot ;.
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Ceci est supérieur à l'efficacité de toutes les hydrolases PET précédentes. Plus important encore, le monomère produit après hydrolyse a les mêmes caractéristiques que le monomère dans les matériaux pétrochimiques.
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Cela favorise grandement la réutilisation des bouteilles en plastique.
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Pour hydrolyser un animal de compagnie, comprenez-le d'abord.
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L'animal de compagnie peut être solidifié sous deux formes: l'une est la forme cristalline hermétique, l'autre est la forme relativement lâche et désordonnée.
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Ces deux formes d'animaux de compagnie se trouvent dans la plupart des bouteilles en plastique. Les fabricants ajusteront leurs proportions en fonction des caractéristiques des matériaux des bouteilles en plastique.
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Cependant, la structure de l'animal cristallin est trop stable pour être digérée par l'enzyme la plus efficace.
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Vous vous demandez peut-être, une température élevée ne rend pas l'animal cristallin lâche et désordonné?
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Mais l'enzyme a 0010010 quot; intolérance aux températures élevées 0010010 quot ;. Lorsque la température augmente, l'enzyme est inactivée.
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Alors, comment traverser les 0010010 quot; deux montagnes 0010010 quot; et rendre l'hydrolyse enzymatique pour animaux de compagnie meilleure?
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Premièrement, il y a des problèmes structurels.
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Les chercheurs ont examiné la structure de la cutinase, une α / β hydrolase, et ont effectué des simulations chimiques pour savoir où l'animal interagissait avec l'enzyme: ils ont découvert que l'animal correspondait aux 0010010 quot; grooves 0010010 quot; sur la surface de l'enzyme (y compris là où l'animal a été coupé).
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Pour améliorer l'adéquation entre l'animal et le sillon, les chercheurs ont créé un grand nombre de versions mutantes de l'enzyme, qui ont changé chaque acide aminé à l'intérieur du sillon par différentes combinaisons.
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Ensuite, l'enzyme n'est pas résistante aux températures élevées.
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Après avoir étudié les enzymes apparentées, il semble y avoir un indice: de nombreuses enzymes sont stables en interagissant avec un ion métallique, qui fixe les deux parties de l'enzyme ensemble.
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Ainsi, à partir de la version originale de l'enzyme, les chercheurs ont conçu deux acides aminés pour former une liaison chimique entre les deux parties. Cette version de l'enzyme est plus stable à des températures élevées.
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Enfin, les chercheurs ont créé deux versions de l'enzyme grâce à une série d'améliorations et ont mené des expériences sur des bouteilles en plastique hachées.
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Non seulement une efficacité d'hydrolyse élevée, mais aussi très bon marché
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L'efficacité de l'hydrolase améliorée est très élevée.
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L'hydrolase proposée par les prédécesseurs peut digérer la moitié des animaux en 20 heures. Dans ce travail, le taux de digestion peut atteindre 85% en seulement 15 heures.
De plus, en optimisant les conditions, ils ont pu décomposer l'animal à 90% en 10 heures.
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Bien qu'il reste des animaux cristallins, l'efficacité est déjà très élevée: 863 kg de matières premières peuvent être extraits de 1000 kg de déchets d'animaux.
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En d'autres termes, l'enzyme redessinée est plus efficace que la capacité de notre corps 0010010 # 39; à décomposer l'amylase.
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Les chercheurs ont ensuite utilisé ces matériaux pour fabriquer de nouveaux produits en PET aux normes industrielles.
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La résistance à la pression de ces nouveaux produits est seulement 5% inférieure à celle du PET produit avec des matériaux chimiques standard, et l'apparence n'est que 10% inférieure, ce qui est conforme à la norme de production PET.
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Bien sûr, le coût est également une considération importante.
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Quel est le coût d'utilisation du PET recyclé par rapport aux matières premières pétrochimiques?
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Les chercheurs estiment que si le coût de fabrication de la protéine est de 25 $ par kilogramme, le coût du processus serait de 4% du coût de fabrication d'un animal de compagnie à partir de la protéine.
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Bien qu'il ne soit pas aussi bon marché que la pétrochimie, il ne sera pas affecté par les futurs chocs de prix et sera plus durable.
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Une chose de plus
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L'enzyme ne peut pas récupérer d'autres types majeurs de plastiques, tels que le polyéthylène et le polystyrène, dont les liaisons sont plus difficiles à rompre. Mais si elle réussit, elle peut aider la société à résoudre l'un des problèmes plastiques les plus difficiles auxquels nous sommes confrontés.
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