Plastik üretiminin önüne geçmek mümkün…

Dünya’mız giderek ‘plastik çöplüğüne’ dönüyor. Peki bu gidiÅŸata dur demek mümkün mü? Artık mümkün… Fransız bilim insanları yeni plastik üretiminin önüne geçebilecek bir buluÅŸa imza attı; PET (polyethylene terephthalate) ÅŸiÅŸeleri çözmede baÅŸarılı bir enzim üretti.

Plastik, özellikle son dönemlerde çevre kirliliğiyle mücadele kampanyaları ve kullanımının birçok ülkede sınırlanması sonrası itibarını biraz kaybetmiş olsa da modern toplumların çok çeşitli alanlarda kullanımına başvurduğu bir madde olduğu kesin. Sert, esnek ve kimyası farklı ihtiyaçlara göre ayarlanabilen varyasyonlara sahip. Ayrıca diğer ürünlere göre üretimi daha kolay, maliyeti de düşük.

Şimdiye kadar yazılanlar kulağa hoş geliyordu değil mi?

Sorun şu ki, plastik her ne kadar hayatımızı kolaylaştıran bir madde olsa da, kendi başına parçalanamıyor. Düzgün şekilde ayrıştırılmadan gönderilen plastik atıklar da geri dönüştürülmek yerine çöp depolarında ve bazen denizlerde son buluyor. Sonuç ise giderek plastik çöplüğüne dönüşen bir dünya. Öyle ki, uzmanlar okyanusların 2050’ye kadar balıktan çok plastik atık içereceğini belirtiyor.

Bu gidişat geri döndürülebilir mi?. Son yıllarda plastik kirliliğini azaltmak adına yapılan kampanyalar etkili olmaya başladı. Fakat dünyada her dakika 1 milyondan fazla plastik şişe satıldığını ve yalnızca yüzde 20’sine yakınının geri dönüşüme gittiğini düşünürsek, daha etkili adımların atılması gerektiği aşikar.

Yeni PET üretiminin önüne geçilebilir

Bu konuda çabalayan bilim insanları daha önce PET (polyethylene terephthalate) şişeleri çözmede başarılı bir enzim üretti.

Daha iyisini yapabileceklerini düşünen Fransa’daki araÅŸtırmacılar ise en yaygın plastik formlarından birini (PET) verimli bir ÅŸekilde parçalayabilen baÅŸka bir enzim tasarladı. Ayrıca enzimin yarattığı reaksiyon sayesinde plastiÄŸin tekrar plastiÄŸe dönüşmesinde ham madde saÄŸlandığı belirtildi. Yani yeni plastik PET ÅŸiÅŸe üretiminin önüne geçilmiÅŸ olundu.

Çevre kirliliğinin en büyük nedenlerinden biri PET şişeler

PET ve artıklarını ayrıştırma yeteneğine sahip çeşitli mikroorganizmaların keşfi son yıllarda yapıldı.

Çevresel plastik atıkların önemli bir bileÅŸeni olan plastik içecek ÅŸiÅŸeleri PET’ler ilk olarak 1940’larda geliÅŸtirildi. 2016 yılında ise Japonya’da bir plastik geri dönüşüm tesisinin yakınında ‘tesadüfen’ plastiÄŸi parçalayan bir enzim bulunduÄŸu açıklandı.

Bunun gibi bakterilerin ilk aÅŸamada plastik atık sorununu çözebileceÄŸi düşünülürken, PET’in karbon yapısını tamamen bozduÄŸu için plastikleri sürdürülebilir hale getirmediÄŸi ortaya çıktı.

Bu da, ham maddesi petrokimyasallardan oluşan PET şişelerin yeniden üretilmesi sürekli olarak yeni malzeme tedarik edilmesi gerektiği anlamına geliyordu.

Fransız bilim insanları ise, en başından bu yana mevcut malzemenin PET ürünleri yapmak için yeniden kullanılmasına izin verecek bir enzim üzerinde çalışıyordu.

PET’te oksijen ve karbon atomları ile karbon zincirleri birbirine bağlı. Bu bağlantıyı kırmak ise oldukça zor. Hali hazırda keşfedilen bakteriler, bu halkayı parçalayabiliyor, fakat parçalanan zincir, geri dönüşümü imkansız kılıyordu.

Kütinaz enzimlerin yapısı incelendi, PET’in enzimle nerede etkileÅŸime girdiÄŸi bulundu

Enzimin PET üzerinde daha iyi çalışmasını saÄŸlamak isteyen Fransız araÅŸtırmacılar ise doÄŸada bitkilerin yapısında bulunan kütini parçalayan bunun yanında PET parçalama özelliÄŸi de gösteren Kütinaz enzimlerin yapısını incelediler. Aynı zamanda PET’in enzimle nerede etkileÅŸime gireceÄŸini bulmak için kimyasal simülasyonlar yaptılar.

Farklı kombinasyonlarda, her bir amino asidi değiştiren enzimin mutant versiyonlarından oluşan geniş bir panel oluşturuldu. Bunların çoğu enzimin aktivitesini neredeyse ortadan kaldırırken, birkaçı onu geliştirdi ve daha ileri çalışmalar için kullanıldı.

Fakat bir başka sorun enzimin yüksek sıcaklıkları nasıl tolere edeceğiydi. Burada, ilgili enzimlerle yapılan çalışmalar bir ipucu sağladı; birçoğu enzimin iki parçasını bir arada tutan bir metal iyonu ile etkileşime girerek stabilize edildi. Bilim insanları enzimin ilk halinden başlayarak, bu iki parça arasında kimyasal bir bağ oluşturabilecek iki amino asitte bir disülfit köprüsü oluşturdular. Böylece enzim yüksek sıcaklıklarda asıl halinden daha dayanıklı bir hale büründü.

Bilim insanlarının düşündüğü bir başka konuysa maliyetler, şu sıralar sıkça değişen petrol fiyatları ele alındığında, geri dönüşümle elde edilmiş bir PET ile petrokimya hammaddesi kullanarak üretilmiş bir Pet’in maliyeti ne kadar olacağı tam olarak kestirilemiyor. Yine de, sadece dünya üzerinde plajlardaki atıkların yüzde 85’ini bile plastik maddelerin oluşturduğunu düşünürsek, bu araştırmaların, çevresel kirlilikle mücadelenin önemli bir parçası olacağı kesin.