4 月 28 日消息，據 New Atlas 報道，科學家們利用機器學習設計出了一種新型速效酶，這種酶可以在短短 24 小時內降解某些形式的塑料，其穩(wěn)定性使其非常適合大規(guī)模采用。

十多年來，科學家們一直在探索酶的潛力，以幫助塑料回收，在過去六年左右的時間里，取得了一些重大進展。2016 年，日本的研究人員發(fā)現了一種細菌，該細菌利用酶在幾周內就能分解 PET 塑料。這些酶的一個工程版本被稱為 PET 酶，進一步提高了性能，2020 年，科學家開發(fā)了一個更強大的版本，能以六倍的速度分解 PET 塑料。

得克薩斯大學的一個團隊著手解決迄今為止這些酶的一些不足之處。據科學家們說，該技術的應用受到了阻礙，因為其不能在低溫和不同的 pH 值范圍內很好地發(fā)揮作用，缺乏直接處理未經處理的塑料垃圾的有效性，以及反應速度緩慢。

為了解決這些問題，該團隊開發(fā)了一個機器學習模型，可以預測 PET 酶中的哪些突變會賦予它這些能力。這涉及到密切研究一系列 PET 塑料產品，包括容器、水瓶和織物，然后使用該模型設計和制造一種被稱為 FAST-PET 酶(功能性、活性、穩(wěn)定和耐受性 PET 酶)的新的和改進的酶。

研究發(fā)現，這種新創(chuàng)造的酶在 30 至 50°C 的溫度和一系列 pH 值條件下分解 PET 塑料的能力非常出色。它能夠在一周內幾乎完全降解 51 種不同的未經處理的 PET 塑料產品，在一些實驗中，僅在 24 小時內就能分解塑料?？茖W家們還展示了一個閉環(huán)的 PET 回收過程，其中 FAST-PET 酶被用來分解塑料，然后回收的單體被用來對材料進行化學重組。

研究報告作者 Hal Alper 說：“當考慮環(huán)境清理應用時，你需要一種能在環(huán)境中工作的酶，在環(huán)境溫度下工作。這一要求是我們的技術在未來具有巨大優(yōu)勢的地方。”

由于能夠在低溫下快速分解消費后的塑料垃圾，研究人員相信他們已經找到了一種便攜的、可負擔的、能夠在工業(yè)規(guī)模上采用的技術。他們已經為這項技術申請了專利，并希望看到它在垃圾填埋場和受污染地區(qū)投入使用。

Alper 說：“各行業(yè)利用這一領先的回收過程的可能性是無窮的。除了明顯的廢物管理行業(yè)外，這也為每個行業(yè)的企業(yè)提供了在回收其產品方面發(fā)揮主導作用的機會。通過這些更可持續(xù)的酶制劑方法，我們可以開始設想一個真正的循環(huán)塑料經濟。”

IT之家了解到，這項研究發(fā)表在《自然》雜志上。

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