Plastik üretiminin önüne geçmek mümkün…

12 Nisan 2020

Dünya’mız giderek ‘plastik çöplüğüne’ dönüyor. Peki bu gidişata dur demek mümkün mü? Artık mümkün… Fransız bilim insanları yeni plastik üretiminin önüne geçebilecek bir buluşa imza attı; PET (polyethylene terephthalate) şişeleri çözmede başarılı 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 araştırmacılar ise en yaygın plastik formlarından birini (PET) verimli bir şekilde parçalayabilen başka bir enzim tasarladı. Ayrıca enzimin yarattığı reaksiyon sayesinde plastiğin tekrar plastiğe dönüşmesinde ham madde sağlandığı belirtildi. Yani yeni plastik PET şişe üretiminin önüne geçilmiş 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 bileşeni olan plastik içecek şişeleri PET’ler ilk olarak 1940’larda geliştirildi. 2016 yılında ise Japonya’da bir plastik geri dönüşüm tesisinin yakınında ‘tesadüfen’ plastiği parçalayan bir enzim bulunduğu açıklandı.

Bunun gibi bakterilerin ilk aşamada plastik atık sorununu çözebileceği düşünülürken, PET’in karbon yapısını tamamen bozduğu için plastikleri sürdürülebilir hale getirmediği 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 etkileşime girdiği bulundu

Enzimin PET üzerinde daha iyi çalışmasını sağlamak isteyen Fransız araştırmacılar ise doğada bitkilerin yapısında bulunan kütini parçalayan bunun yanında PET parçalama özelliği de gösteren Kütinaz enzimlerin yapısını incelediler. Aynı zamanda PET’in enzimle nerede etkileşime gireceğini 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.