en 
Comhairliúchán Táirge
Ní fhoilseofar do sheoladh ríomhphoist. Tá réimsí riachtanacha marcáilte *
Taighdeoir Sinsearach ag an tSaotharlann Náisiúnta um Fhuinneamh In-athnuaite (NREL) sna Stáit Aontaithe Is é an réaltacht nach bhfuil an chuid is mó de tháirgí PET, go háirithe éadaí PET agus cairpéid, á n-athchúrsáil ag baint úsáide as teicnící athchúrsála traidisiúnta inniu. Tá an pobal taighde ag forbairt roghanna eile tuar dóchais inti, lena n-áirítear einsímí atá dírithe ar dhípholaiméiriú PET, ach is minic a bhíonn fiú na roghanna seo ag brath ar thomhaltas ardfhuinnimh agus céimeanna réamhchóireála ardchostas chun a bheith éifeachtach.
D'aimsigh taighdeoirí Jaffes Gardo (ar chlé), Erica Erickson (ar dheis), agus comhghleacaithe einsímí a dhíghrádaíonn PET criostalach, plaisteach a úsáidtear i mbuidéil dí indiúscartha, cairpéid, éadaí agus pacáistiú bia.
Dá bhrí sin, téann an chuid is mó den PET a tháirgtear sa lá atá inniu ann ar deireadh thiar isteach i líonadh talún nó sa chomhshaol - fiú táirgí PET a théann isteach i stáisiúin athchúrsála i ndáiríre.
Mar sin féin, dúirt Beckham go bhfuil rudaí ag athrú go tapa, agus tá modhanna chun cinn i bhfoghlaim meaisín agus i mbitheolaíocht shintéiseach tar éis tuiscint gan fasach a thabhairt d'eolaithe ar bhitheolaíocht bhunúsach einsímí díthógálacha PET. Le déanaí, bhain Beckham agus a chomhghleacaithe in Ollscoil Portsmouth agus Ollscoil Stáit Montana úsáid as na modhanna seo chun leaganacha nua einsímí a fháil amach, a bhfuiltear ag súil go ndéanfaidh siad an PET is dúshlánaí a dhíchruthú gan réamhchóireáil bhreise.
Ní hamháin go gciallaíonn sé seo go bhfuil muid ar thús cadhnaíochta maidir le hathchúrsáil einsímí do gach cineál PET, lena n-áirítear cairpéid agus éadaí - ciallaíonn sé freisin go bhféadfadh athchúrsáil PET a bheith níos saoire go luath ná PET a mhonarú le hola.
— 1 —
Einsímí folaithe san ithir
Tá coincheap an aisghabhála einsímí i PET ar eolas ó 2005, ach tar éis d'eolaithe na Seapáine fionnachtana iontacha a dhéanamh, rinne sé a chéad tús ar stáitse an domhain i 2016. Curtha san ithir lasmuigh d'áis athchúrsála sa tSeapáin, einsím a dtugann siad Ideonella sakaiensis air go ciúin. rún a bhriseadh síos seanbhuidéil dí plaisteacha scaipthe.
Soláthraíonn nádúr réiteach iontach chun bannaí ceimiceacha PET a bhriseadh. Ar chúis éigin, tá nádúr ag taispeáint conas buidéil PET a laghdú go dtí a gcomhpháirteanna bunúsacha: aigéad terephthalic agus glycol eitiléine.
Lean sraith staidéir. Tá eolaithe ag iarraidh feabhas a chur ar na heinsímí a úsáidtear i dteicneolaíocht thionsclaíoch chun na milliúin tonna de PET a tháirgtear go bliantúil a phróiseáil. Glacann siad leis, má dhéantar é a fheabhsú, go bhféadfaidh an t-ardán athchúrsála einsímí córais athchúrsála tearcfheidhmíochta an lae inniu a athrú go hiomlán, astaíochtaí fuinnimh agus gáis cheaptha teasa a laghdú, agus geilleagar ciorclach a chur chun cinn do gach táirge PET - fiú cairpéid agus fabraicí nach féidir a athchúrsáil trí úsáid a bhaint as teicneolaíochtaí traidisiúnta.
De réir mar a thuigeann taighdeoirí an acmhainneacht a bhaineann le heinsímí a úsáid chun plaistigh a bhriseadh síos, tá páipéir nua ó ar fud an domhain tar éis litríocht eolaíoch a lasadh, "a dúirt John McGeehan, eolaí ag foireann Ollscoil Portsmouth (UoP) sa Ríocht Aontaithe. Saineolaithe ó réimsí éagsúla den sórt sin). toisc gur féidir le cógaisíocht agus bithbhreoslaí blianta de thaithí taighde a athúsáid chun einsímí a mhodhnú
Díscaoileann ardán aisghabhála einsíme na cuideachta NREL/UoP go héifeachtach amhábhar plaisteach PET (ar chlé) ina aonaid struchtúracha ceimiceacha. Tháinig laghdú 97.7% ar mhais an tsampla PET ar dheis tar éis é a hidrealú le heinsímí ó chuideachta NREL/UoP.
Nocht rindreáil 3D DeepMind gnéithe struchtúracha gan choinne, mar shampla an einsím 611 san fhigiúr. D'fhéadfadh anailís chúramach ar shínithe struchtúracha próitéiní cosúil le heinsím 611 cabhrú leis an bhfoireann a bhfeidhmíocht a fheabhsú.
Le chéile, cuireann an dá mhúnla ríomhaireachtúla seo ar chumas Gado agus a chomhghleacaithe dul isteach i gcríoch neamhchartáilte. I níos lú ná uair an chloig, rinne siad scagadh ar níos mó ná 2 mhilliún próitéin, rud a chruthaigh liosta gearr d'iarrthóirí geallta. Dheimhnigh tuilleadh tástála go raibh 5 cinn in ann PET a dhíthógáil, 36 nach ndearnadh cur síos orthu roimhe seo sa litríocht eolaíoch.
Rud atá tábhachtach, tá cuid acu níos fearr fós ag miondealú PET criostalach ná PET éagruthach.
"Ní hamháin go bhfuil na heinsímí nua seo éagsúil go géiniteach," a mhíníonn Gado. msgstr "Tá struchtúir éagsúla acu agus geoiméadracht dhifriúla de na hionaid ghníomhacha."
Is féidir le Gado labhairt go muiníneach faoi struchtúr na 24 einsím nua toisc go bhfaca sé cuma orthu - ar a laghad sna léirithe 3D a chuir taighdeoirí ag DeepMind, fochuideachta Aibítir ar fáil. Ar a dtugtar le haghaidh mapála na "cruinne próitéine iomlán", bhí DeepMind mar shaintréithe ar na heinsímí seo lena uirlis foghlama domhain, AlphaFold, ionas go bhféadfadh an fhoireann na heinsímí a chur i gcomparáid taobh le taobh agus a gcuid difríochtaí a thabhairt faoi deara.
Tá an cumas ag na huirlisí go léir PET a dhíchruthú, ach tá roinnt acu a bhfuil cuma an-difriúil orthu. De réir Gado, cuireann léirithe DeepMind leideanna luachmhara ar fáil maidir le conas a fheidhmíonn díthógálacha plaisteacha ar PET.
"Cuidíonn modhanna AI úrscothacha linn patrúin a aimsiú i sonraí einsím, rud a fheabhsóidh ár dtuiscint ar cad a dhéanann einsímí inite plaisteacha maith," a dúirt Gado. "Tabharfaidh sé seo deis dúinn einsímí a fheabhsú le hinnealtóireacht próitéine agus teacht ar einsímí eile sa nádúr a fheidhmíonn mar an gcéanna."
Is céim eile chun cinn é seo d’fhoireann taighde atá an-torthúil cheana féin agus céim eile i dtreo athchúrsáil PET ar scála mór.
— 3 -
Níos saoire agus níos neamhdhíobhálaí don chomhshaol
Rinne an anailís na buntáistí a bhaineann le haisghabháil PET einsímeach a chainníochtú
De réir Beckham, tá glanadh, stialladh agus téamh – na céimeanna is gá chun ullmhú do dhianscaoileadh PET – ar na cinn is tábhachtaí maidir le hinbhuanaitheacht d’áiseanna athchúrsála einsímí ar scála tionsclaíoch.
"Tá sé ríthábhachtach na céimeanna réamhchóireála seo a íoslaghdú chun costais aisghabhála einsímí a dhéanamh iomaíoch i gcomparáid le roisín PET a tháirgeadh ó pheitriliam," a mhíníonn sé.
D'fhorbair eolaithe in Ollscoil NREL agus UoP ardán einsímeach atá éifeachtach ó thaobh costais, atá neamhdhíobhálach don chomhshaol, ar féidir leo PET iar-thomhaltóra a bhriseadh síos go tapa i mbloic thógála ceimiceacha comhionann, aigéad terephthalic (TPA) agus glycol eitiléine (EG).
I dturgnaimh ina dhiaidh sin, thug an fhoireann faoi deara go raibh roinnt einsímí lipéadaithe ag a modh foghlama meaisín chomh héifeachtach céanna chun PET criostalach agus éagruthach a bhriseadh síos. Ní gá réamhchóireáil a dhéanamh ar na heinsímí seo ar chor ar bith chun nascadh plaistigh a mhaolú.
"Trí dheireadh a chur le réamhchóireáil, cuireann an teicneolaíocht ar chumas athchúrsáil PET ar scála tionsclaíoch, atá i ndáiríre níos saoire ná peitriliam a úsáid chun PET maighdean a tháirgeadh," a dúirt sé Beckham. "Níos fearr fós, is féidir leis na hastaíochtaí gaolmhara fuinnimh agus gáis cheaptha teasa a laghdú."
In alt níos luaithe a foilsíodh i Joule, i 2021, bhí an fhoireann tar éis na buntáistí eacnamaíocha agus comhshaoil a bhaineann le heinsímí gníomhacha a úsáid ar PET criostalach a chainníochtú. I saoráidí ar scála tionsclaíoch, d'fhéadfaí éileamh fuinnimh an tslabhra soláthair a laghdú 45% agus astaíochtaí gás ceaptha teasa ar feadh an tsaoil a laghdú 38% i gcomparáid le córais a úsáideann réamhchóireáil.
Tá na buntáistí eacnamaíocha chomh hiontach céanna. Nuair a bhíonn cairpéad agus éadaí PET - nach féidir a athchúrsáil le gnáth-theicnící - is féidir leo aigéad teiphthalic a tháirgeadh ar níos lú ná $1 an cileagram. Go stairiúil, díoladh aigéad teiphthalic díorthaithe peitriliam ar $1 go $1.50 an cileagram.
"Cruthaíonn ár n-ardán einsím dreasacht eacnamaíoch chun ár n-aigéan a ghlanadh," a dúirt Erika Erickson, iar-thaighdeoir iardhochtúireachta NREL a rinne go leor den obair thurgnamhach taobh thiar de na staidéir seo. "Ag pointí praghais den sórt sin, is féidir éilliú PET a athchúrsáil go réasúnta i dtáirgí nua PET nó úsáidí nua a aimsiú i lanna tuirbíní gaoithe nó tuairteoirí snáithíní carbóin."
Is féidir táirgí PET iar-thomhaltóra, go minic foinse truaillithe an lae inniu, a iompú ina n-acmhainní luachmhara chun tacú le geilleagar plaistigh atá níos inbhuanaithe don chomhshaol.
Níl sé deacair a shamhlú cén chaoi a n-athródh sé seo an scéal maidir le plaisteach: tá costais athchúrsála PET chomh híseal sin gur fearr leis an eacnamaíocht é a chaitheamh sa bhosca bruscair seachas sa bhruscar. T-léine, brat, buidéal sóide – cuirtear gach rud isteach agus mar bhloc tógála, cuir tús lena dturas ciorclach chun domhan níos glaine agus níos glaise a chruthú.
