Các nhà khoa học ở Texas đã tạo ra một loại protein có thể "ăn" nhựa. Được mệnh danh là protein "Pac-Man", nó có khả năng loại bỏ hàng tỷ tấn chất thải bãi chôn lấp. Enzyme hoạt động bằng cách phá hủy PET (polyethylene terephthalate, thường được gọi là polyester), một loại nhựa phổ biến trong bao bì thực phẩm và đồ uống, hàng dệt và thậm chí cả sợi thảm.

Enzyme này được phát triển bởi một nhóm các nhà khoa học tại Đại học Texas ở Austin do giáo sư kỹ thuật hóa học ông Hal Alper đứng đầu. Ông Alper bày tỏ sự lạc quan vô cùng về những lợi ích có thể có của nó.

Giáo sư Alper tuyên bố: "Khả năng là vô tận trong các ngành công nghiệp để tận dụng quy trình tái chế tiên tiến hàng đầu này. Thông qua các phương pháp tiếp cận enzyme bền vững hơn này, chúng ta có thể bắt đầu hình dung ra một nền kinh tế nhựa thực sự".

Hiện tại, PET chiếm khoảng 12% tổng lượng chất thải toàn cầu. Giống như các dạng nhựa khác, PET được tạo thành từ các phân tử dạng chuỗi dài. Enzyme được phát triển bởi nhóm các nhà nghiên cứu làm giảm chúng thành các phần nhỏ hơn, về cơ bản biến chúng thành các chất hóa học sau đó có thể được lắp ráp lại.

Theo nhóm nghiên cứu, trong một số trường hợp, nhựa có thể bị phân hủy hoàn toàn trong vòng ít nhất là 24 giờ. Điều này mang lại hy vọng cho những người đang cố gắng giải quyết ô nhiễm toàn cầu vì một loại enzyme như vậy có thể làm tăng quá trình tái chế nhựa trên quy mô lớn.

Hơn nữa, các ngành công nghiệp lớn sẽ có thể phục hồi và tái sử dụng các sản phẩm ở cấp độ phân tử. Để tạo ra enzym, Giáo sư Alper và các đồng nghiệp của ông đã phân tích hàng chục đồ nhựa bị loại bỏ bao gồm hộp đựng, chai nước, sợi polyester và vải. Tất cả đều được làm từ PET.

Kết quả từ các thí nghiệm của nhóm cho thấy hiệu quả của enzyme, từ đó được đặt tên là FAST-PETase (PETase chức năng, hoạt động, ổn định và dung nạp). Nhóm đã xuất bản một bài báo mô tả enzyme và tiềm năng của nó vào tuần trước. Bài báo đã được xuất bản trên tạp chí Nature.

Ông Andrew Ellington, một giáo sư tại Trung tâm Hệ thống và Sinh học Tổng hợp của trường, người dẫn đầu phần học máy trong nhóm nghiên cứu, cho biết: "Công trình này thực sự thể hiện sức mạnh của việc kết hợp các ngành khác nhau, từ sinh học tổng hợp đến kỹ thuật hóa học và trí tuệ nhân tạo".

Mặc dù có những phương pháp thay thế để phân hủy nhựa, nhưng chúng thường tiêu tốn nhiều năng lượng hơn. Trong khi đó, các giải pháp sinh học như FAST-PETase đòi hỏi ít năng lượng hơn nhiều. Nhóm nghiên cứu đã nộp bằng sáng chế và việc sản xuất đang được mở rộng để chuẩn bị cho các ứng dụng công nghiệp của enzyme.

Giáo sư Alper chia sẻ: “Khi xem xét các ứng dụng làm sạch môi trường, bạn cần một loại enzyme có thể hoạt động trong môi trường ở nhiệt độ môi trường xung quanh. Yêu cầu này là thứ mà công nghệ của chúng tôi có lợi thế rất lớn trong tương lai".

Enzyme này được kỳ vọng sẽ giúp mang lại những hiệu quả trong các vấn đề xử lý môi trường, như làm sạch các bãi rác và phủ xanh các ngành công nghiệp thải ra nhiều chất thải.

Hiện tại, nhóm các nhà nghiên cứu đang xem xét một số cách sử dụng các enzym mới được phát minh của họ trong lĩnh vực này để làm sạch các địa điểm ô nhiễm. Một khi nghiên cứu của họ đã hoàn thành, FAST-PETase có thể là con đường tiếp theo để trẻ hóa môi trường sống trên toàn thế giới.