Plastik affald af kopper emballage og flasker

Plastic-etend enzym moet miljoenen tonnen afval afbreken

Het is al lange tijd een uitdaging om plastic af te breken zonder dat het te kostbaar wordt of te veel CO2 uitstoot. Nu hebben wetenschappers met kunstmatige intelligentie een plastic-etend enzym ontwikkeld.

Het is al lange tijd een uitdaging om plastic af te breken zonder dat het te kostbaar wordt of te veel CO2 uitstoot. Nu hebben wetenschappers met kunstmatige intelligentie een plastic-etend enzym ontwikkeld.

Marc Newberry/Unsplash

Er drijven hele eilanden van plastic rond in de oceanen. We jagen er enorme hoeveelheden plastic doorheen, maar hergebruik is nog steeds een probleem.

Nu hebben onderzoekers met behulp van zelflerende computers een enzym ontwikkeld dat tonnen plasticafval snel en efficiënt kan afbreken. Dat blijkt uit een nieuw artikel in het tijdschrift Nature.

De wetenschappers zijn de productie van het enzym nu aan het opschalen, zodat de plasticvreter snel toegepast kan worden in allerlei industrieën en er hopelijk miljoenen tonnen afval uit de natuur gehaald kunnen worden.

Van plastic kom je moeilijk af

In de jaren 1950 veroverde de slijtvaste en goedkope kunststof de wereld. Sindsdien is er wereldwijd meer dan 10 miljard ton plastic geproduceerd.

Elk jaar ontstaat er zo’n 400 miljoen ton plasticafval, terwijl nog geen 10 procent van het plastic gerecycled wordt.

Plastik affald ved foden af bjerg i Nepal

Overal ter wereld vind je plastic, zelfs in de bergen van Nepal.

© Sylwia Bartyzel/Unsplash

Het plastic dat niet hergebruikt of in speciale installaties afgebroken kan worden, belandt op vuilnisbelten of in de natuur. Het kan eeuwen duren voordat het afgebroken is, en het afgebroken plastic kan in ons drinkwater en voedsel terechtkomen, en zelfs in de lucht die we inademen. Er is al plastic in het menselijk lichaam gevonden.

Ook als we al het plastic dat we produceren afbreken, heeft dat gevolgen voor het milieu. De meestgebruikte manier om van plastic af te komen is verbranden, maar dat is duur, kost veel energie en stoot veel CO2 uit – plastic is van aardolie gemaakt.

Plasticvreter maakt kunststof klaar voor hergebruik

Nu lijkt een team onderzoekers en ingenieurs van de University of Texas een oplossing te hebben gevonden: ze ontwikkelden een plastic-etend enzym, dat binnen een paar uur in plaats van een paar eeuwen plastic afbreekt.

De wetenschappers richtten zich op de veelgebruikte kunststof PET (polyethyleentereftalaat). Dat is een polymeer: een groot molecuul dat uit veel identieke bouwstenen bestaat. Het wordt verwerkt in frisdrankflessen, voedselverpakkingen, vezels en textielen.

Volgens de onderzoekers vormt PET-afval 12 procent van al het afval wereldwijd.

Het nieuwe enzym blijkt in staat een kringloop uit te voeren. Het breekt het PET-plastic af tot kleinere bestanddelen, die verwerkt kunnen worden in nieuwe producten.

De wetenschappers begonnen met het enzym PETase, dat bacteriën aanzet tot het afbreken van PET-plastic. Vervolgens zetten ze een zelflerend mechanisme in om uit te vogelen welke mutaties van PETase het plastic sneller en bij lagere temperaturen konden afbreken.

Het team doopte het nieuwe enzym FAST-PETase, waarbij FAST staat voor functioneel, actief, stabiel en tolerant.

Enzym maakt hergebruik eenvoudig en goedkoop

Nu willen de wetenschappers de productie van het enzym opvoeren om het actief in de industrie en de natuur te kunnen toepassen. Omdat het enzym PET-plastic bij temperaturen onder de 50 °C kan afbreken, ontstaan er veel nieuwe mogelijkheden om van kunststof af te komen.

De onderzoekers hopen dat meerdere takken van industrie zo een goedkope manier krijgen om plastic te hergebruiken en het niet meer hoeven te produceren.

Het enzym is zo effectief dat het op termijn ook plastic in de natuur zou kunnen afbreken.

‘De mogelijkheden in tal van industrieën om dit recycleproces te gebruiken, zijn eindeloos,’ aldus Hal Alper, een van de ontwikkelaars van het enzym. ‘Naast de voor de hand liggende afvalverwerkingsindustrie kunnen bedrijven in alle sectoren de kans krijgen hun eigen producten te hergebruiken. Dankzij deze duurzame benadering met enzymen kunnen we gaan nadenken over een echt circulaire plasticeconomie.’