Missie niet langer onmogelijk: onderzoekers ontdekken een nieuwe manier om het meest complexe plastic af te breken
Onze relatie met het milieu is beslist complex, zoals blijkt uit de controverses over de opwarming van de aarde en klimaatverandering. De mens gebruikt de natuurlijke hulpbronnen steeds intensiever en vervuilt het milieu met afvalproducten, maar streeft tegelijkertijd naar minder consumptie en betere recyclingpraktijken. In dit verband heeft een recente studie aanleiding gegeven tot discussie, waarin een manier lijkt te zijn gevonden om polystyreen afbreekbaar te maken. Laten we eens kijken hoe!
Polystyreen eenvoudig en effectief afbreken: hoe?
Unsplash
Polystyreen, of piepschuim, is een plastic dat moeilijk afbreekbaar is en de neiging heeft om honderden jaren vrijwel onveranderd in het milieu te blijven. Onderzoekers van de Universiteit van Aken in Duitsland hebben een manier gevonden om dit proces te vergemakkelijken en polystyreen afbreekbaar te maken. Hiervoor gebruikten ze een biohybride katalysator die bestaat uit een verankerend peptide en een kobalt cofactor. Terwijl de peptide de taak heeft om stabiel aan het polystyreen te binden, vervult de cofactor een katalytische functie. Maar wat is hun doel?
Samen in wat de onderzoekers een biohybride katalysator hebben genoemd, introduceren het verankerende peptide en de kobalt cofactor polaire functionele groepen in het polystyreen die de afbraak ervan vergemakkelijken. In de praktijk oxideren ze het, waardoor dit materiaal veel gemakkelijker te recyclen en milieuvriendelijker wordt, zij het indirect.
Hoe werkt de biohybride katalysator die polystyreen afbreekt?
Phyrexian/Wikimedia Commons - CC BY-SA 3.0 DEED
Polystyreen bestaat uit aan elkaar gebonden styreenketens, ketens die moeilijk af te breken zijn omdat ze geen aanhechtingspunten hebben voor enzymen of chemische reagentia. Dit is waar de biohybride katalysator om de hoek komt kijken, die polystyreen afbreekt en in het bijzonder de verankerende peptiden. Dit zijn korte eiwitfragmenten die zich heel goed binden aan de gladde oppervlakken waaruit polystyreen bestaat, zodat de kobalt cofactor zijn werk als katalysator kan doen.
Om deze hypothese te bewijzen, verbond het onderzoeksteam een verankerde peptide aan de kobalt cofactor via een chemische verbinding. Concreet gaat het om de peptide LCI of Liquid Chromatography Peak I, die 654 vierkante meter polystyreen kan bedekken met slechts één gram stof en de dikte van één molecuul. In de praktijk maakt dit het mogelijk om het peptide economisch en effectief te gebruiken als voertuig voor de katalysator. En zo polystyreen afbreekbaar te maken.
De toekomst van het onderzoek: hoe we plastic afval duurzaam kunnen beheren
Unsplash
De introductie van de biohybride katalysator in het verwerkings- en recyclageproces zou de manier waarop we omgaan met polystyreen radicaal kunnen veranderen. Enerzijds wordt het zo mogelijk om de milieuvervuiling te verminderen en een trend te keren die helaas nog steeds groeit. Anderzijds kunnen onderzoekers het concept van de biohybride katalysator toepassen op andere moeilijk te verwerken polymeren.
Hoe je het ook bekijkt, de ontdekking van de Duitse onderzoekers betekent een belangrijke stap voorwaarts in de recycling van kunststoffen en niet alleen. Het verminderen van vervuiling is altijd de eerste stap in het duurzamer omgaan met het milieu: het is nooit te laat.
