Kürzlich kamen gute Nachrichten vom Tianjin Institute of Industrial Biotechnology der Chinesischen Akademie der Wissenschaften. Sein Forschungsteam hat erfolgreich eine neue Methode zum biologischen Abbau von PU-Kunststoffen (Polyurethan) gefunden und die Abbaueffizienz um mehr als das Zehnfache gesteigert. Es wird davon ausgegangen, dass sich das Forschungsteam seit langem mit der Erforschung wirksamer Methoden zum Abbau von Kunststoffen beschäftigt und dieses Mal eine PU-Kunststoff-Depolymerase „geknackt“ hat.
Durch fortschrittliche wissenschaftliche Forschungstechnologie gelang es ihnen, die Kristallstruktur dieses Wildtyp-Enzyms aus der Natur zu gewinnen. Nach eingehender Forschung enthüllten sie den molekularen Mechanismus, durch den das Enzym PU-Kunststoff effizient abbauen kann.
Basierend auf dieser wichtigen Entdeckung kombinierte das Team evolutionsgesteuerte Enzym-Mining-Technologie mitSie fanden nicht nur eine neue Wildtyp-PU-Depolymerase, sondern führten auch Strukturoptimierungen und molekulare Modifikationen durch. Nach unermüdlichen Bemühungen wurde eine Doppelmutante mit hervorragender Leistung entwickelt, bei der es sich um ein „künstliches Enzym“ handelt.
Die Abbaueffizienz von Polyesterpolyurethan durch einige Mutanten ist im Vergleich zum Wildtyp-Enzym deutlich um fast das Elffache verbessert!Es eröffnet einen neuen Weg für die Verarbeitung von PU-Abfällen.
Verglichen mit der herkömmlichen physikalischen Methode „hohe Temperatur und hoher Druck“ und der chemischen Methode „hoher Salzgehalt und konzentrierte Säure“ verwendet die biologische Methode Enzyme als Abbauwerkzeuge und bietet die wesentlichen Vorteile eines geringen Energieverbrauchs und einer geringen Umweltverschmutzung.
Noch wichtiger ist, dass biologische Methoden mehrere „Zyklen“ des Kunststoffabbaus erreichen können. Nach dem Abbau durch biologische Enzyme werden Kunststoffabfälle in verschiedene kleine Monomermoleküle umgewandelt, aus denen Kunststoffe bestehen. Diese kleinen Moleküle können direkt zur Kunststoffregeneration verwendet werden, und die Depolymerase kann ihre Abbaufunktion weiterführen, bevor sie inaktiviert wird.
