Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy
KopalniaWiedzy.pl

Zmodyfikowany enzym świetnie radzi sobie z plastikowymi butelkami

Recommended Posts

Jedynie około 30% plastiku wykorzystywanego do produkcji plastikowych butelek jest poddawanych recyklingowi. Zwykle w efekcie otrzymujemy produkt o niskiej wytrzymałości. Teraz naukowcy poinformowali o stworzeniu enzymu, który zamienia 90% plastiku w materiał wyjściowy, dzięki czemu możliwe byłoby stworzenie produktu o takich samych właściwościach co wcześniej. Obecnie trwają prace nad skalowaniem technologii i otwarciem w przyszłym roku demonstracyjnego zakładu recyklingu.

To olbrzymi krok naprzód, mówi John McGeehan, który na University of Portsmouth kieruje centrum opracowującym innowacyjne enzymy. McGeehan nie brał udziału w opracowaniu nowego wynalazku.

Poli(tereftalan etylenu) – PET –  to jedno z najszerzej stosowanych tworzyw sztucznych. Każdego roku wytwarza się go około 70 milionów ton i powszechnie produkuje się z niego butelki. Butelki PET są poddawane recyklingowi w wielu miejscach, lecz w procesie tym występują liczne problemy. Zakłady recyklingu otrzymują bowiem olbrzymią liczbę PET-ów w różnych kolorach. Materiał jest poddawany działaniu wysokich temperatur i powstaje szara lub czarna masa, której firmy nie chcą używać do produkcji opakowań. Z takiego materiału najczęściej produkuje się włókna plastikowe o niskiej jakości, z których wytwarzane są np. wykładziny podłogowe. Po jakimś czasie trafiają one na wysypisko śmieci lub do spalarni. To nie jest recykling, mówi McGeehan.

W 2012 roku na Uniwersytecie w Osace opisano enzym LLC, który jest w stanie przerywać wiązania pomiędzy tereftalanem a glikolem etylenowym. To zdecydowanie za mało, a ponadto enzym ten przestaje działać zaledwie po kilku dniach pracy w temperaturze 65 stopni Celsjusza, która jest potrzebna, by zmiękczyć materiał i umożliwić LLC dotarcie do jego wnętrza.

Teraz Alain Marty, główny naukowiec z firmy Carbios oraz Isabelle Andre z Uniwersytetu w Tuluzie, która specjalizuje się w inżynierii enzymów, postanowili udoskonalić LLC. Zidentyfikowali miejsca, w których enzym przyłącza się do PET i stworzyli setki odmian LLC ze zmienionymi miejscami oraz z dodanymi elementami zwiększającymi stabilność enzymu w wysokich temperaturach. Następnie umieścili najlepsze ze swoich enzymów w bakteriach, namnożyli je i przeanalizowali pod kątem tych, które najbardziej efektywnie rozkładają PET.

W końcu otrzymali zmutowany enzym, który jest 10 000 razy bardziej efektywny w rozkładaniu PET niż LLC i może bez przeszkód pracować w temperaturze 72 stopni Celsjusza.

Podczas prób w małym reaktorze testowym okazało się, że zmodyfikowany LLC jest w stanie rozłożyć 90% z 200-gramowego ładunku PET w ciągu 10 godzin. Uzyskane w ten sposób składniki zostały wykorzystane do ponownej produkcji butelek PET i okazało się, że mają one takie same właściwości, jak oryginalne butelki, z których powstały.

McGeehan zauważa, że jedną z największych zalet nowego enzymu jest fakt, że z materiału poddanego recyklingowi otrzymujemy materiał wyjściowy do produkcji PET o właściwościach takich, jak materiał pierwotny. Co więcej, otrzymujemy go nawet wówczas, gdy w poddawanym recyklingowi materiale znajdują się PET o różnych kolorach czy plastiki inne niż PET. Dzieje się tak dlatego, że zmodyfikowany LLC przerywa wyłącznie wiązania pomiędzy oboma składnikami PET, przywracając je do formy wyjściowej. Pomija przy tym wszystko inne, w tym barwniki czy inne tworzywa sztuczne.

Firma Carbios już buduje zakład, który ma przetwarzać setki ton PET rocznie. Jeśli technologia będzie działała jak należy, a jej wykorzystanie będzie ekonomicznie uzasadnione, być może poradzimy sobie z recyklingiem jednego z najbardziej rozpowszechnionych tworzyw sztucznych.


« powrót do artykułu

Share this post


Link to post
Share on other sites

Doniesienie super ! Naukowcy się spisali, a Ty, chłopie, zanim opublikujesz jakiś tekst, daj go komuś do przeczytania, bo zanim Ci się ogrzeje "te" piwo, to ktoś Ci zwróci uwagę na błędy takie jak poniżej. Walcz z bylejakością w swoim życiu, to będziesz z niego zadowolony.

Co to znaczy: "Zwykle w efekcie otrzymujemy produkt o wytrzymałości. " ?
"proces ten związany jest z licznym problemami."
"wykłądziny podłogowe."
"przerywać wiązana"

Share this post


Link to post
Share on other sites

Inteligentny człowiek przeczyta i zrozumie tekst nawet w błędami ortograficznymi, gramatycznymi i natury technicznej. Nawet z powodu braku połowy liter. Czepialstwo natomiast świadczy o poczuciu wyższości... ale tylko poczuciu.

Edited by Rowerowiec

Share this post


Link to post
Share on other sites
14 hours ago, Rowerowiec said:

Czepialstwo natomiast świadczy o poczuciu wyższości

Czepialstwo by to było, gdyby @Marbi nie wypisał wszystkich błędów do poprawienia. W obecnej formie jest to darmowa korekta i nie ma o co się spinać, tylko poprawić.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now

  • Similar Content

    • By KopalniaWiedzy.pl
      Plastikowe słomki są niebezpieczne dla ekosystemów morskich, mogą łatwo ranić zwierzęta, nie są biodegradowalne, są rzadko zbierane i poddawane recyklingowi. Jednak ich alternatywy również sprawiają wiele problemów. Papierowe słomki w kontakcie z płynem łatwo rozmiękają, więc są pokrywane plastikiem. To nie do końca chroni przed rozmiękaniem gdyż plastik nie łączy się dobrze z papierem, powierzchnia takich słomek wzmaga musowanie napojów gazowanych, używany w nich plastik również nie jest biodegradowalny, a jako że słomki są wykonane z połączenia dwóch materiałów, są bardzo trudne w recyklingu.
      Naukowcy z Koreańskiego Instytutu Badawczego Technologii Chemicznych (KRICT) wykorzystali dobrze znany w pełni biodegradowalny poli(bursztynian butylenu) – PBS – do którego dodali nieco nanokryształów celulozy. Powstał materiał do pokrywania papierowych słomek. Jako że zawiera on nanokryształy celulozy, które są głównym składnikiem papieru, powstał w pełni biodegradowalny plastik, który ściśle przylega do papierowych rurek. Pokryte nim rurki nie rozmiękają, ani nie wzmagają musowania. Eksperymenty wykazały, że takie słomki dobrze sprawują się w napojach zimnych i gorących, sprawdzają się zarówno w wodzie, herbacie, napojach gazowanych, mleku i innych płynach.
      Koreańczycy badali też stopień rozmiękania ich produktu w porównaniu ze standardowymi rurkami papierowymi. Gdy standardową papierową rurkę zanurzyli na 1 minutę w wodzie o temperaturze 5 stopni Celsjusza, a następnie obciążyli ją masą 25 gramów, doszło do jej znacznego wygięcia. Nowa rurka niemal się nie wygięła, nawet po obciążeniu masą 50 gramów.
      Sprawdzono też tempo, w jakim nowe rurki ulegają biodegradacji. Badania prowadzono zanurzając próbki na głębokość 1,5–2 metrów w morzu w pobliżu miasta Pohang. Standardowe plastikowe rurki oraz rurki wykonane z kukurydzy nie uległy żadnej biodegradacji po 120 dniach. Konwencjonalne papierowe rurki straciły w tym czasie jedynie 5% wagi. Tymczasem rurki opracowane przez KRICT uległy całkowitemu rozkładowi.
      Oczywiście zastąpienie plastikowych słomek ich w pełni biodegradowalnymi alternatywami nie doprowadzi do natychmiastowej zmiany stanu środowiska. Jednak pozytywne skutki będą kumulowały się w czasie, a jeśli będziemy stopniowo zastępowali plastik jego równie dobrymi, ale bezpiecznymi dla ludzi i środowiska alternatywami, przyszły ekosystem Ziemi będzie miał się znacznie lepiej.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Naukowcy z University of Chicago opracowali sposób na wytwarzanie materiału, który można produkować równie łatwo jak plastik, ale który przewodzi elektryczność tak dobrze, jak metale. Na łamach Nature uczeni opisali, w jaki sposób stworzyć dobrze przewodzący materiał, którego molekuły są nieuporządkowane. Jego istnienie przeczy temu, co wiemy o elektryczności.
      Nasze odkrycie pozwala na stworzenie nowej klasy materiałów, które przewodzą elektryczność, są łatwe w kształtowaniu i bardzo odporne na warunki zewnętrzne, mówi jeden z głównych autorów badań, profesor John Anderson. To sugeruje możliwość istnienia nowej grupy materiałów, niezwykle ważnej z technologicznego punktu widzenia, dodaje doktor Jiaze Xie.
      Materiały przewodzące są nam niezbędne w codziennym życiu. To dzięki nim funkcjonują urządzenia napędzane prądem elektrycznym. Najstarszą i największa grupą takich materiałów są metale, jak miedź czy złoto. Około 50 lat temu stworzono przewodniki organiczne, w których materiał wzbogacany jest o dodatkowe atomy. Takie przewodniki są bardziej elastyczne i łatwiej jest je przetwarzać niż metale, jednak są mało stabilne i w niekorzystnych warunkach – przy zbyt wysokiej temperaturze czy wilgotności – mogą tracić swoje właściwości.
      I metale i przewodniki organiczne mają pewną cechę wspólną – są zbudowane z uporządkowanych molekuł. Dzięki temu elektrony mogą z łatwością się w nich przemieszczać. Naukowcy sądzili więc, że warunkiem efektywnego przewodnictwa jest uporządkowana struktura przewodnika.
      Jiaze Xie zaczął jakiś czas temu eksperymentować z wcześniej odkrytymi, jednak w dużej mierze pomijanymi, materiałami. Długie łańcuchy węgla i siarki poprzeplatał atomami niklu. Ku zdumieniu jego i jego kolegów okazało się, że taka nieuporządkowana struktura świetnie przewodzi prąd. Co więcej, okazała się bardzo stabilna. Podgrzewaliśmy nasz materiał, schładzaliśmy, wystawialiśmy na działanie powietrza i wilgoci, nawet zamoczyliśmy w kwasie i nic się nie stało, mówi Xie. Najbardziej jednak zdumiewający był fakt, że struktura materiału była nieuporządkowana. On nie powinien tak dobrze przewodzić prądu. Nie mamy dobrej teorii, która by to wyjaśniała, przyznaje profesor Anderson.
      Andreson i Xie poprosili o pomoc innych naukowców ze swojej uczelni, by wspólnie zrozumieć, dlaczego materiał tak dobrze przewodzi elektryczność. Obecnie naukowcy sądzą, że tworzy on warstwy. I pomimo, że poszczególne warstwy nie są uporządkowane, to tak długo, jak się ze sobą stykają, elektrony mogą pomiędzy nimi swobodnie przepływać.
      Jedną z olbrzymich zalet nowego materiału jest możliwość łatwego formowania. Metale zwykle trzeba stopić, by uzyskać odpowiedni kształt. To proces nie tylko energochłonny, ale i poważnie ograniczający ich zastosowanie, gdyż oznacza, że inne elementu budowanego układu czy urządzenia muszą wytrzymać wysokie temperatury podczas produkcji. Nowy materiał pozbawiony jest tej wady. Można go uzyskiwać w temperaturze pokojowej i używać tam, gdzie występują wysokie temperatury, środowisko kwasowe, zasadowe czy wysoka wilgotność. Dotychczas wszystkie tego typu zjawiska poważnie ograniczały zastosowanie nowoczesnych technologii.
      Badania nad nowym materiałem są finansowane przez Pentagon, Departament Energii oraz Narodową Fundację Nauki.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Zużyte łopaty turbin wiatrowych stanowią coraz poważniejszy problem ekologiczny. Obecnie są składowane na wysypiskach, a ich liczba szybko rośnie. A co, gdyby można było je... zjeść? Podczas odbywającego się właśnie spotkania Amerykańskiego Towarzystwa Chemicznego naukowcy z Michigan State University (MSU) zaprezentowali nowy materiał na łopaty, które po zużyciu można by przerobić na nowe łopaty lub zamienić w szereg innych produktów, w tym w żelki spożywcze.
      Piękno naszego wynalazku polega na tym, że po zakończeniu cyklu życia łopaty, materiał, z którego została wykonana można rozpuścić na części składowe i użyć znowu. I tak bez końca, mówi doktor John Dorgan, jeden z twórców nowego materiału.
      Łopaty turbin są wykonywane z włókna szklanego. Niektóre firmy opracowały co prawda technologię przerabiania włókna na mniej wartościowy materiał, ale większość łopat kończy na składowiskach. A z tym jest coraz większy problem. Jako, że turbiny są tym bardziej efektywne, im są większe, produkuje się je coraz większe. Co gorsza wiele firm wymienia łopaty na długo przed przewidywanym czasem ich eksploatacji, by zamontować większą turbinę.
      Dogan i jego koledzy stworzyli materiał na łopaty składający się z włókna szklanego oraz syntetycznego i naturalnego polimeru z roślin. Powstała w ten sposób żywica na tyle wytrzymała, że można ją wykorzystywać w turbinach czy przemyśle motoryzacyjnym. Następnie materiał taki został rozpuszczony do świeżego monomeru, usunięto z niego mechanicznie włókno szklane, a z monomeru wykonano nowy materiał o – co niezwykle ważne – identycznych właściwościach jak materiał oryginalny.
      Co interesujące, nowy materiał może znaleźć wiele innych zastosowań, w zależności od domieszek. Naukowcy stworzyli jego wersję, która nadaje się do wykonania blatów kuchennych i kranów. Można go też kruszyć i wykorzystywać w technologii formowania wtryskowego.
      Bardzo interesującą cechą nowego materiału jest też możliwość przetworzenia go na produkt o wyższe wartości. Za pomocą odpowiednich technik materiał ze zużytych łopat turbin można przerobić na szkło akrylowe (PMMA), z którego powstaną szyby czy reflektory samochowowe, a z kolei PMMA można przerabiać na superchłonny polimer wykorzystywany w pieluszkach. Możliwe jest też uzyskanie mleczanu potasu, który po oczyszczeniu zostanie wykorzystany w żelkach czy napojach. Uzyskaliśmy z naszego materiału mleczan potasu jakości spożywczej. Taki sam, jaki jest używany w moich ulubionych żelkach, mówi Dorgan.
      Naukowcy z Michigan chcą teraz wyprodukować łopaty do turbin średniej wielkości, by przeprowadzić testy polowe. Zauważają, że obecnie na rynku brak jest odpowiedniej ilości bioplastiku, by zaspokoić ew. zapotrzebowanie na nowe turbiny. Na początku ich produkcja musiałaby być dość ograniczona z tego powodu, mówi Dorgan.
      Uczony zauważa, że nie powinniśmy mieć oporów przed jedzenie słodyczy, które kiedyś były turbiną wiatrową. Atom węgla pochodzący z rośliny jest takim samym atomem węgla jak ten pochodzący z paliw kopalnych. To część globalnego obiegu węgla. My wykazaliśmy, że możemy z biomasy stworzyć wytrzymałe tworzywo sztuczne, a następnie zamienić je na pożywienie, stwierdza uczony.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Ekotoksykolog Heahter Leslie i chemik Maria Lamoree z Vrije Universiteit Amsterdam wraz z zespołem jako pierwsi wykazali, że plastik, którym zanieczyściliśmy środowisko naturalne, trafił już do ludzkiej krwi. Wyniki ich badań, prowadzonych w ramach projektu Immunoplast, zostały opublikowane na łamach pisma Environment International.
      Grupa naukowców z Amsterdamu opracowała metodę pozwalającą na odnalezienie plastiku we krwi człowieka. Do badań zaangażowano 22 anonimowych dawców, a ich krew sprawdzono pod kątem obecności pięciu różnych polimerów, wchodzących w skład tworzyw sztucznych.
      Polimery znaleziono u 3/4 badanych. Tym samym po raz pierwszy udowodniono, że obecny w środowisku mikroplastik przenika na naszej krwi. Wcześniej wiedzieliśmy tylko, że istnieje taka możliwość, gdyż wskazywały na nią eksperymenty laboratoryjne. Tym razem mamy dowód, że nasz organizm absorbuje plastik podczas codziennego życia, a tworzywa sztuczne trafiają do krwi.
      Średnia koncentracja plastiku we krwi wszystkich 22 badanych wynosiła 1,6 mikrograma na mililitr. To mniej więcej łyżeczka plastiku na 1000 litrów wody.
      Najczęściej występującym we krwi rodzajem plastiku były poli(tereftalan etylenu) – czyli PET, z którego wytwarza się plastikowe butelki na wodę i napoje – polietylen, popularne tworzywo do produkcji m.in. plastikowych woreczków, tzw. zrywek rozpowszechnionych w handlu spożywczym oraz polistyren, z którego powstaje styropian, szczoteczki do zębów czy zabawki. We krwi badanych znaleziono też poli(metakrylan metylu), PMMA, główny składnik szkła akrylowego. Naukowcy odkryli też polipropylen, jednak jego koncentracja we krwi była zbyt mała, by dokonać precyzyjnych pomiarów.
      Dzięki badaniom Leslie i Lamoree uczeni będą mogli pójść dalej. Teraz kolejne zespoły naukowe będą mogły poszukać odpowiedzi na pytania o to, jak bardzo nasze ciała są zanieczyszczone plastikiem, na ile łatwo mikroplastik może przenikać z krwi do różnych tkanek ludzkiego organizmu oraz czy niesie to ze sobą zagrożenie dla zdrowia, a jeśli tak, to jakie są to zagrożenia.
      Obecne prace badawcze zostały sfinansowane przez niedochodową organizację Common Seas oraz założone przez holenderskie Ministerstwo Zdrowia i Holenderską Organizację Badań Naukowych konsorcjum ZonMw zajmujące się badaniem kwestii zdrowia publicznego.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Litowo-jonowe akumulatory wykorzystywane w samochodach elektrycznych to poważny problem środowiskowy i wizerunkowy. Ich recykling z pewnością poprawiłby zarówno wizerunek, jak i obciążenie dla środowiska. O ile jednak zaczyna rozwijać się cały przemysł recyklingu akumulatorów, to bardzo trudno jest namówić producentów samochodów, by chcieli korzystać z materiałów pochodzących z recyklingu.
      Ludzie uważają, że materiał z recyklingu nie jest równie dobry, jak oryginalny. Producenci akumulatorów mają wątpliwości odnośnie wykorzystywania odzyskiwanych materiałów, mówi profesor Yan Wang z Worcester Polytechnic Institute. Tymczasem badania przeprowadzone przez Wanga we współpracy ze specjalistami z US Advanced Battery Consortium (USABC) i firmy A123 Systems wykazały, że takie obawy są bezpodstawne. Katody z recyklingu są równie dobre, a nawet lepsze niż katody wykonane z dziewiczych materiałów.
      Specjaliści przeanalizowali akumulatory z pochodzącymi z recyklingu katodami NMC111. To najpowszechniej występujący typ katod, zbudowanych z manganu, kobaltu i niklu. Recykling wykonano za pomocą technologii opracowanej przez Wanga, którą uczony próbuje obecnie skomercjalizować.
      Okazało się, że katoda z materiału po recyklingu posiada więcej mikroskopijnych porów niż z dziewiczego materiału. W efekcie akumulatory z taką katodą mają podobną gęstość energetyczną, ale mogą pracować o 53% dłużej.
      Testów nie prowadzono co prawda w samochodach, ale na przemysłowych stanowiskach testowych. Na ich potrzeby wykonano odpowiadające standardom przemysłowym ogniwa o pojemności 11 Ah. Za testy odpowiedzialni byli inżynierowie z A123 Systems, a przeprowadzano je według standardów USABC dla hybryd plug-in. Wykazały one, że katody z recyklingu świetnie się sprawują. A to katody, jak mówi Wang, są najcenniejszym elementem akumulatorów. Dlatego też uczony zainteresował się właśnie ich odzyskiwaniem, gdyż to one mogą przynieść firmom zajmującym się recyklingiem największe zyski, a tym samym stać się impulsem do powszechniejszego recyklingu akumulatorów samochodowych.
      Założona przez Wanga firma Battery Resources planuje otwarcie pierwszego zakładu, który 2 2022 roku przetworzy 10 000 ton akumulatorów. Wangowi udało się też zdobyć finansowanie w wysokości 70 milionów USD, za które chce wybudowac dwa kolejne zakłady, tym razem na terenie Europy. Mają one powstać do końca przyszłego roku.

      « powrót do artykułu
  • Recently Browsing   0 members

    No registered users viewing this page.

×
×
  • Create New...