นักวิจัยจีนค้นพบวิธีชีวภาพใหม่ ‘ย่อยสลายพลาสติกพียู’ ประสิทธิภาพเพิ่มกว่า 10 เท่า

× กรุณาติดต่อทีมงานเพื่อดาวน์โหลดคลิป

เทียนจิน, 12 ก.ค. (ซินหัว) — ทีมวิจัยจีนค้นพบวิธีใหม่ในการย่อยสลายพลาสติกพียู (PU) หรือ โพลียูรีเทน (Polyurethane) ด้วยวิธีชีวภาพ ซึ่งสามารถเพิ่มประสิทธิภาพการย่อยสลายได้มากกว่า 10 เท่า

ทีมวิจัยจากห้องปฏิบัติการแพลตฟอร์มชีววิทยาเชิงโครงสร้าง ของสถาบันเทคโนโลยีชีวภาพอุตสาหกรรมเทียนจิน (Tianjin Institute of Industrial Biotechnology) สังกัดสถาบันบัณฑิตวิทยาศาสตร์จีนได้ “ไขความลับ” ของเอนไซม์ย่อยสลายพลาสติกพียู โดยพวกเขาได้พบโครงสร้างผลึกของเอนไซม์ต้นแบบ (wild type) ตัวนี้ซึ่งมีอยู่ในธรรมชาติ และได้เปิดเผยกลไกระดับโมเลกุลที่ทำให้เอนไซม์ตัวนี้สามารถย่อยสลายพลาสติกพียูได้อย่างมีประสิทธิภาพ

จากนั้นทีมวิจัยได้ประยุกต์ใช้เทคนิคการค้นหาเอนไซม์โดยอิงหลักการด้านวิวัฒนาการ ทำให้ค้นพบเอนไซม์ต้นแบบตัวใหม่ที่สามารถย่อยสลายพียูได้อีกตัว และทีมวิจัยยังได้ทำการปรับโครงสร้างและดัดแปลงโมเลกุล จนสามารถพัฒนา “เอนไซม์ประดิษฐ์” ที่มีประสิทธิภาพสูงขึ้น โดยเอนไซม์ประดิษฐ์ที่มีการกลายพันธ์ุบางส่วนนี้ มีประสิทธิภาพการย่อยสลายโพลียูรีเทนชนิดโพลีเอสเตอร์เพิ่มขึ้นเกือบ 11 เท่า เมื่อเทียบกับเอนไซม์ต้นแบบ ช่วยเพิ่มอัตราการนำพลาสติกพียูกลับมาใช้ใหม่ได้อย่างมาก

ปัจจุบัน ผลการวิจัยดังกล่าวได้รับการตีพิมพ์ในวารสารวิชาการระดับนานาชาติอย่าง แอดวานซ์ ไซเอนซ์ (Advanced Science) และ เอซีเอส คาแทลลิซิส (ACS Catalysis)

ในด้านการย่อยสลายพลาสติกเหลือทิ้ง วิธีชีวภาพ (biotechnological method) ถือเป็นเทคนิควิจัยที่ได้รับความสนใจอย่างมากในระดับนานาชาติ เมื่อเทียบกับวิธีทางกายภาพที่ใช้ “อุณหภูมิสูงและแรงดันสูง” และวิธีทางเคมีที่ใช้ “เกลือในระดับสูงและกรดเข้มข้น” วิธีชีวภาพใช้เอนไซม์เป็นเครื่องมือในการย่อยสลาย โดยอาศัยคุณสมบัติของเอนไซม์ที่สามารถเร่งปฏิกิริยาเคมีได้ ทำให้สามารถย่อยสลายพลาสติกได้อย่างนุ่มนวล ใช้พลังงานต่ำ และก่อมลพิษน้อย

นอกจากข้อดีข้างต้นแล้ว วิธีทางชีวภาพยังสามารถทำให้การย่อยสลายพลาสติกเกิดขึ้นได้หลายรอบ หลิวเว่ยตง นักวิจัยจากสถาบันเทคโนโลยีชีวภาพอุตสาหกรรมเทียนจิน กล่าวว่าหลังจากผ่านการย่อยสลายด้วยเอนไซม์แล้ว ขยะพลาสติกจะถูกเปลี่ยนให้กลายเป็นโมเลกุลเล็กๆ ชนิดต่างๆ ซึ่งเป็นองค์ประกอบพื้นฐานของพลาสติก โมเลกุลเหล่านี้สามารถนำกลับมาใช้ผลิตพลาสติกใหม่ได้โดยตรง ขณะที่เอนไซม์เองก็ยังสามารถใช้ซ้ำได้ก่อนหมดอายุ

การค้นพบนี้ทำให้การย่อยสลายพลาสติกด้วยวิธีทางชีวภาพกลายเป็นอีกหนึ่งตัวอย่างของเศรษฐกิจหมุนเวียน

ทั้งนี้ สินค้าที่ทำจากพลาสติกพียูสามารถพบได้ทั่วไปในชีวิตประจำวัน เช่น กล่องโฟมเก็บความเย็น และเบาะรถยนต์ เมื่อเทียบกับพลาสติกประเภทพีอีที (PET) ซึ่งมีโครงสร้างของพอลิเมอร์ที่มีพันธะเคมีแบบไม่ซับซ้อนและย่อยสลายทางชีวภาพได้ค่อนข้างง่าย พลาสติกพียูมีพันธะทางเคมีที่หลากหลายกว่า จึงย่อยสลายทางชีวภาพได้ยากกว่า และจำนวนเอนไซม์ย่อยสลายพียูที่มีการค้นพบก็ยังมีน้อย

ข้อมูลจากโครงการสิ่งแวดล้อมแห่งสหประชาชาติ (UNEP) ชี้ว่า ปัจจุบันมนุษย์ผลิตพลาสติกมากกว่า 400 ล้านตันต่อปี แต่มีเพียงไม่ถึงร้อยละ 10 เท่านั้นที่ถูกนำกลับมาใช้ใหม่

หลิวเว่ยตง กล่าวเพิ่มเติมว่า ผลลัพธ์ของการวิจัยครั้งนี้ช่วยให้เครื่องมือที่มีประสิทธิภาพยิ่งขึ้นสำหรับการนำพลาสติกพียู กลับมาใช้ในปริมาณมาก และเป็นแนวทางใหม่ในการนำพลาสติกที่ถูกย่อยสลายแล้วกลับเข้าสู่กระบวนการผลิตอีกครั้ง “ก้าวต่อไปของเราคือการผลักดันการประยุกต์ใช้เอนไซม์นี้ในระดับอุตสาหกรรม” เขากล่าวทิ้งท้าย