អង់ស៊ីមបរិភោគផ្លាស្ទិច៖ ក្តីសង្ឃឹមសម្រាប់ការកែច្នៃឡើងវិញ និងការប្រយុទ្ធប្រឆាំងនឹងការបំពុល

អ្នកស្រាវជ្រាវបានកំណត់អត្តសញ្ញាណ និងបង្កើតអង់ស៊ីម ដែលអាចរំលាយ និងប្រើប្រាស់សារធាតុបំពុលភាគច្រើនបំផុតរបស់យើង។ ផ្លាស្ទិច ផ្តល់ក្តីសង្ឃឹមសម្រាប់ការកែច្នៃ និងការប្រយុទ្ធ ការបំពុល

ការបំពុល ផ្លាស្ទិច ជា​បញ្ហា​ប្រឈម​បរិស្ថាន​ដ៏ធំ​បំផុត​នៅ​ទូទាំង​ពិភពលោក​ក្នុង​ទម្រង់​ប្លាស្ទិក ការបំពុល ហើយដំណោះស្រាយដ៏ល្អប្រសើរចំពោះបញ្ហានេះនៅតែពិបាកយល់។ ភាគច្រើន ផ្លាស្ទិច ត្រូវបានផលិតចេញពីប្រេងឥន្ធនៈ ឬឧស្ម័នធម្មជាតិ ដែលជាធនធានដែលមិនអាចកកើតឡើងវិញ ដែលត្រូវបានទាញយក និងកែច្នៃដោយប្រើបច្ចេកទេសដែលពឹងផ្អែកខ្លាំងលើថាមពល។ ដូច្នេះហើយ ការផលិត និងការផលិតរបស់ពួកគេផ្ទាល់គឺមានការបំផ្លិចបំផ្លាញយ៉ាងខ្លាំងសម្រាប់ប្រព័ន្ធអេកូឡូស៊ីដែលផុយស្រួយ។ ការបំផ្លិចបំផ្លាញប្លាស្ទិក (ភាគច្រើនដោយការដុត) បណ្តាលឱ្យខ្យល់។ ទឹក និងដី ការបំពុល. ប្រហែល 79 ភាគរយនៃផ្លាស្ទិកដែលផលិតក្នុងរយៈពេល 70 ឆ្នាំចុងក្រោយនេះត្រូវបានគេបោះចោលទាំងកន្លែងចាក់សំរាម ឬចូលទៅក្នុងបរិស្ថានទូទៅ ខណៈដែលមានតែប្រហែល 51 ភាគរយប៉ុណ្ណោះដែលត្រូវបានកែច្នៃឡើងវិញ ហើយនៅសល់ត្រូវបានដុតចោល។ ដំណើរការនៃការដុតបំផ្លាញនេះ បង្ហាញកម្មករដែលងាយរងគ្រោះទៅនឹងសារធាតុគីមីពុល ដែលរួមមានសារធាតុបង្កមហារីក។ មហាសមុទ្រត្រូវបានគេនិយាយថាមានភាគល្អិតមីក្រូប្លាស្ទីកប្រហែល XNUMX ពាន់ពាន់លាន ហើយកំពុងបំផ្លាញជីវិតសមុទ្របន្តិចម្តងៗ។ ភាគល្អិតប្លាស្ទិកមួយចំនួនត្រូវបានផ្លុំទៅក្នុងខ្យល់ដែលនាំទៅដល់ ការបំពុល ហើយវាជាលទ្ធភាពពិតប្រាកដដែលយើងអាចនឹងស្រូបចូលពួកគេ។ គ្មាននរណាម្នាក់អាចទស្សន៍ទាយបានក្នុងទស្សវត្សរ៍ឆ្នាំ 1960 ថាការមកដល់ និងប្រជាប្រិយភាពនៃប្លាស្ទិកនឹងក្លាយទៅជាបន្ទុកមួយជាមួយនឹងកាកសំណល់ប្លាស្ទិកដ៏ធំដែលត្រូវបានរកឃើញអណ្តែតនៅក្នុងមហាសមុទ្រ ខ្យល់អាកាស និងបោះចោលនៅលើទឹកដីដ៏មានតម្លៃរបស់យើង។

ប្លាស្ទិច ការ​វេច​ខ្ចប់​គឺ​ជា​ការ​គំរាម​កំហែង​ដ៏​ធំ​បំផុត និង​ការ​ប្រើ​ប្រាស់​ប្លាស្ទីក​ដែល​ពុក​រលួយ​បំផុត។ ប៉ុន្តែបញ្ហានោះគឺថា ថង់ផ្លាស្ទិកមាននៅគ្រប់ទីកន្លែង ប្រើសម្រាប់គោលបំណងតិចតួច ហើយមិនមានការគ្រប់គ្រងលើការប្រើប្រាស់របស់វានោះទេ។ ផ្លាស្ទិចសំយោគប្រភេទនេះមិនខូចទ្រង់ទ្រាយជីវសាស្រ្តទេ ផ្ទុយទៅវិញគ្រាន់តែអង្គុយ និងកកកុញក្នុងកន្លែងចាក់សំរាម និងរួមចំណែកដល់បរិស្ថាន។ ការបំពុល. មានគំនិតផ្តួចផ្តើមសម្រាប់ "បម្រាមផ្លាស្ទិចទាំងស្រុង" ជាពិសេសសារធាតុ polystyrene ដែលត្រូវបានប្រើក្នុងការវេចខ្ចប់។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ នេះមិននាំទៅរកលទ្ធផលដែលចង់បាននោះទេ ដោយសារប្លាស្ទិកនៅតែមានគ្រប់ទីកន្លែងនៅលើដី ខ្យល់ និងក្នុងទឹក ហើយកំពុងរីកចម្រើនជានិច្ច។ និយាយដោយសុវត្ថិភាពថា ប្លាស្ទិកប្រហែលជាមិនអាចមើលឃើញដោយភ្នែកទទេគ្រប់ពេលនោះទេ ប៉ុន្តែវាមាននៅគ្រប់ទីកន្លែង! វាជារឿងអកុសលដែលយើងមិនអាចដោះស្រាយបញ្ហាការកែច្នៃ និងបោះចោលសម្ភារៈប្លាស្ទិកបានទេ។

នៅក្នុងការសិក្សាដែលបានបោះពុម្ពផ្សាយ ដំណើរការនៃបណ្ឌិត្យសភាវិទ្យាសាស្ត្រជាតិសហរដ្ឋអាមេរិកអ្នកស្រាវជ្រាវបានរកឃើញធម្មជាតិដែលគេស្គាល់ អង់ស៊ីម ដែលចិញ្ចឹមលើផ្លាស្ទិច។ នេះ​ជា​ការ​រក​ឃើញ​ឱកាស​មួយ ខណៈ​ពួកគេ​កំពុង​ពិនិត្យ​មើល​រចនាសម្ព័ន្ធ​នៃ​អង់ស៊ីម​មួយ​ដែល​ត្រូវ​បាន​រក​ឃើញ​នៅ​ក្នុង​កាកសំណល់​ត្រៀម​ខ្លួន​សម្រាប់​ការ​កែច្នៃ​ឡើងវិញ​នៅ​មជ្ឈមណ្ឌល​មួយ​ក្នុង​ប្រទេស​ជប៉ុន។ អង់ស៊ីមនេះហៅថា Ideonella sakaiensis 201-F6 អាច "ញ៉ាំ" ឬ "ញ៉ាំ" ផ្លាស្ទិកដែលមានប៉ាតង់ PET ឬ polyethylene terephthalate ដែលត្រូវបានគេប្រើញឹកញាប់បំផុតនៅក្នុងដបប្លាស្ទិករាប់លានតោន។ អង់ស៊ីមជាមូលដ្ឋានអនុញ្ញាតឱ្យបាក់តេរីបំផ្លាញប្លាស្ទិកជាប្រភពអាហាររបស់ពួកគេ។ មិនមានដំណោះស្រាយកែច្នៃឡើងវិញសម្រាប់ PET និងដបប្លាស្ទិកដែលផលិតពី PET នៅតែមាននៅក្នុងបរិស្ថានអស់រយៈពេលជាងរាប់រយឆ្នាំ។ ការសិក្សានេះដឹកនាំដោយក្រុមនៅសាកលវិទ្យាល័យ Portsmouth និងមន្ទីរពិសោធន៍ថាមពលកកើតឡើងវិញជាតិ (NREL) នៃក្រសួងថាមពលសហរដ្ឋអាមេរិក បានបង្កើតក្តីសង្ឃឹមយ៉ាងធំធេង។

គោលដៅដើមគឺដើម្បីកំណត់រចនាសម្ព័ន្ធគ្រីស្តាល់បីវិមាត្រនៃអង់ស៊ីមធម្មជាតិនេះ (ហៅថា PETase) ហើយប្រើព័ត៌មាននេះដើម្បីយល់ពីរបៀបដែលអង់ស៊ីមនេះដំណើរការយ៉ាងពិតប្រាកដ។ ពួកគេបានប្រើកាំរស្មីអ៊ិចខ្លាំងជាងព្រះអាទិត្យ 10 ពាន់លានដង ដើម្បីបំភ្លឺរចនាសម្ព័ន្ធ និងមើលអាតូមនីមួយៗ។ ធ្នឹមដ៏មានអានុភាពបែបនេះអាចឱ្យយល់ពីដំណើរការខាងក្នុងនៃអង់ស៊ីម និងផ្តល់ប្លង់មេត្រឹមត្រូវ ដើម្បីអាចបង្កើតអង់ស៊ីមបានលឿន និងមានប្រសិទ្ធភាពជាង។ វាត្រូវបានគេបង្ហាញថា PETase មើលទៅស្រដៀងទៅនឹងអង់ស៊ីមមួយទៀតហៅថា cutinase លើកលែងតែ PETase មានលក្ខណៈពិសេស និងកន្លែងសកម្ម "បើកចំហ" បន្ថែមទៀត ដែលត្រូវបានគេគិតថាអាចផ្ទុកសារធាតុប៉ូលីម៊ែរដែលផលិតដោយមនុស្ស (ជំនួសឱ្យធម្មជាតិ)។ ភាពខុសគ្នាទាំងនេះបានបង្ហាញភ្លាមៗថា PETase អាចនឹងមានការវិវឌ្ឍកាន់តែច្រើន ជាពិសេសនៅក្នុងបរិយាកាសដែលមានផ្ទុកសារធាតុ PET ហើយដូច្នេះអាចធ្វើឱ្យ PET ចុះខ្សោយ។ ពួកគេបានផ្លាស់ប្តូរគេហទំព័រសកម្ម PETase ដើម្បីធ្វើឱ្យវាមើលទៅដូចជា cutinase ។ អ្វី​ដែល​បាន​ធ្វើ​បន្ទាប់​មក​គឺ​ជា​លទ្ធផល​ដែល​មិន​នឹក​ស្មាន​ដល់​ទាំង​ស្រុង PETase mutant អាច​បន្ទាប​បន្ថោក PET ល្អ​ជាង PETase ធម្មជាតិ។ ដូច្នេះហើយ នៅក្នុងដំណើរការនៃការយល់ដឹង និងការព្យាយាមកែលម្អសមត្ថភាពអង់ស៊ីមធម្មជាតិ អ្នកស្រាវជ្រាវបានបញ្ចប់ដោយចៃដន្យនូវវិស្វកម្មអង់ស៊ីមថ្មីមួយ ដែលប្រសើរជាងអង់ស៊ីមធម្មជាតិក្នុងការបំបែក PET ផ្លាស្ទិច. អង់ស៊ីមនេះក៏អាចបន្សាបសារធាតុ polyethylene furandicarboxylate ឬ PEF ដែលជាសារធាតុជំនួសជីវៈសម្រាប់ប្លាស្ទិក PET។ នេះបង្កើតក្តីសង្ឃឹមក្នុងការដោះស្រាយស្រទាប់ខាងក្រោមផ្សេងទៀតដូចជា PEF (Polyethylene Furanoate) ឬសូម្បីតែ PBS (Polybutylene succinate) ។ ឧបករណ៍សម្រាប់វិស្វកម្មអង់ស៊ីម និងការវិវត្តន៍អាចត្រូវបានអនុវត្តជាបន្តបន្ទាប់សម្រាប់ការកែលម្អបន្ថែមទៀត។ អ្នកស្រាវជ្រាវកំពុងសម្លឹងមើលវិធីមួយសម្រាប់ធ្វើឱ្យប្រសើរឡើងនូវអង់ស៊ីម ដើម្បីឱ្យមុខងាររបស់វាអាចត្រូវបានបញ្ចូលក្នុងការរៀបចំឧស្សាហកម្មខ្នាតធំដ៏មានឥទ្ធិពល។ ដំណើរការវិស្វកម្មគឺស្រដៀងទៅនឹងអង់ស៊ីមដែលបច្ចុប្បន្នកំពុងត្រូវបានប្រើប្រាស់នៅក្នុងសាប៊ូបោកខោអាវ ឬផលិតជីវឥន្ធនៈ។ បច្ចេកវិទ្យាមានហើយ ដូច្នេះលទ្ធភាពនៃឧស្សាហកម្មគួរតែសម្រេចបានក្នុងប៉ុន្មានឆ្នាំខាងមុខនេះ។

ការស្រាវជ្រាវបន្ថែមគឺចាំបាច់ដើម្បីយល់ពីទិដ្ឋភាពមួយចំនួននៃការសិក្សានេះ។ ទីមួយ អង់ស៊ីមនេះបំបែកបំណែកប្លាស្ទិកធំ ៗ ទៅជាបំណែកតូចៗ ដូច្នេះវាជួយដល់ការកែច្នៃដបប្លាស្ទិកឡើងវិញ ប៉ុន្តែផ្លាស្ទិចទាំងអស់នេះចាំបាច់ត្រូវយកមកវិញជាមុនសិន។ ផ្លាស្ទិច "តូចជាង" នេះនៅពេលរកឃើញអាចប្រើដើម្បីបង្វែរវាត្រឡប់ទៅដបប្លាស្ទិកវិញ។ អង់ស៊ីមពិតជាមិនអាច "ទៅរកផ្លាស្ទិចដោយខ្លួនឯង" នៅក្នុងបរិស្ថានបានទេ។ ជម្រើសមួយដែលបានស្នើឡើងអាចជាការដាំអង់ស៊ីមនេះទៅក្នុងបាក់តេរីមួយចំនួនដែលអាចចាប់ផ្តើមបំបែកផ្លាស្ទិចក្នុងអត្រាខ្ពស់ខណៈពេលដែលទប់ទល់នឹងសីតុណ្ហភាពខ្ពស់។ ដូចគ្នានេះផងដែរ, ផលប៉ះពាល់រយៈពេលវែងនៃអង់ស៊ីមនេះនៅតែត្រូវការការយល់ដឹង។

ផលប៉ះពាល់នៃដំណោះស្រាយប្រកបដោយភាពច្នៃប្រឌិតបែបនេះដើម្បីដោះស្រាយកាកសំណល់ប្លាស្ទិកនឹងខ្ពស់ណាស់នៅលើមាត្រដ្ឋានពិភពលោក។ យើង​បាន​ព្យាយាម​ដោះស្រាយ​បញ្ហា​ប្លា​ស្ទិ​ក​តាំងពី​ពេល​មាន​ផ្លាស្ទិច​មក​ម្ល៉េះ​។ មានច្បាប់ហាមប្រាមការប្រើប្រាស់ផ្លាស្ទិកតែមួយ ហើយប្លាស្ទីកកែច្នៃឡើងវិញឥឡូវនេះត្រូវបានអនុគ្រោះនៅគ្រប់ទីកន្លែង។ សូម្បីតែជំហានតូចៗដូចជាការហាមប្រាមថង់ផ្លាស្ទិកនៅក្នុងផ្សារទំនើប ក៏មានពាសពេញប្រព័ន្ធផ្សព្វផ្សាយដែរ។ ចំណុច​សំខាន់​គឺ​យើង​ត្រូវ​ធ្វើ​យ៉ាង​ឆាប់​រហ័ស​ប្រសិន​បើ​យើង​ចង់​រក្សា​ទុក​របស់​យើង ភពផែនដី ពីប្លាស្ទិក ការបំពុល. ទោះបីជាយើងត្រូវតែបន្តទទួលយកការកែច្នៃឡើងវិញនៅក្នុងជីវិតប្រចាំថ្ងៃរបស់យើង ខណៈពេលដែលលើកទឹកចិត្តកូនរបស់យើងឱ្យធ្វើដូច្នេះផងដែរ។ យើង​នៅ​តែ​ត្រូវ​ការ​ដំណោះ​ស្រាយ​រយៈ​ពេល​វែង​ល្អ​មួយ​ដែល​អាច​ចូល​រួម​ជាមួយ​នឹង​ការ​ខិត​ខំ​ប្រឹង​ប្រែង​របស់​យើង​ផ្ទាល់។ ការស្រាវជ្រាវនេះគឺជាការចាប់ផ្តើមមួយសម្រាប់ការដោះស្រាយបញ្ហាដ៏ធំបំផុតមួយដែលរបស់យើង។ ភពផែនដី កំពុងប្រឈមមុខ។

***

{អ្នកអាចអានឯកសារស្រាវជ្រាវដើមដោយចុចលើតំណ DOI ដែលបានផ្តល់ឱ្យខាងក្រោមនៅក្នុងបញ្ជីប្រភពដែលបានដកស្រង់}

ប្រភព (នានា)

Harry P et al ។ 2018. លក្ខណៈ និងវិស្វកម្មនៃសារធាតុ polyesterase ក្រអូបដែលបន្ទាបបន្ថោកផ្លាស្ទិច។ ដំណើរការនៃបណ្ឌិត្យសភាវិទ្យាសាស្ត្រជាតិ។ https://doi.org/10.1073/pnas.1718804115