來自萊比錫大學的科學家最近發(fā)現(xiàn)了一種酶，他們說這種酶可以通過一種稱為生物循環(huán)的過程在創(chuàng)紀錄的時間內降解PET。據(jù)報道，在16小時內，該酶會導致PET分解90%。該解決方案的真正潛力是什么，如何擴展，以及如何適應現(xiàn)有的回收方法？該項目的領導者Christian Sonnendecker博士告訴我們更多。
首先，您能否向我們的讀者介紹解決方案，解釋它是什么，并告訴我們（用外行人的話）它是如何工作的？
PET的構建塊通過酯鍵連接，酯鍵可以通過水解反應切割。然而，高能量屏障可防止在環(huán)境條件下水解。酶是生物催化劑，這意味著它們可以降低活化能，因此代表了在相當溫和的反應條件下將PET分解成其單體的替代方案。
幾種聚酯降解酶已經為人所知，并且已經表征。只有少數(shù)候選藥物表現(xiàn)出足夠高的活性，可以在合理的時間內完全降解熱成型PET包裝。我們分離出一種更有前途的高活性酶，稱為PHL7。
我想解決方案背后的研發(fā)過程相當廣泛。您能給我們一些關于這種方法是如何產生的見解嗎？該項目是如何獲得資金的？
Zimmermann教授博士是該研究領域的先驅之一。在過去的20年中，他的研究小組開發(fā)了聚酯水解酶，用于紡織和洗衣行業(yè)，最近又用于塑料廢物回收過程。項目由國家來源（BMBF，DBU）和歐盟（P4SB，MIPLACE）資助。
我們目前正在尋找耐熱的酶，堆肥堆既能提供高溫，又能提供分解的植物物質來容納合適的微生物。通過從環(huán)境樣本中提取DNA，我們可以專門尋找所需的基因并將它們捕獲出來。
在您看來，這種解決方案與現(xiàn)有的塑料廢物流（如機械和化學回收）一起適合在哪里？
酶回收類似于化學回收，只是使用生物催化劑。與現(xiàn)有的回收方法相比，目前尚不清楚該過程是否可以經濟地運行。然而，低能耗，高選擇性以及設計生物催化劑的可能性進一步使酶法成為三級PET回收的有前途的選擇。
機械回收是一個下循環(huán)過程，因為產品質量隨著每個周期而降低。化學和酶回收具有通過回收可以再次用于合成的單體來關閉塑料生產周期的優(yōu)勢，從而獨立于化石資源。
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然而，化學回收是能源密集型的，需要大量的廢物流才能經濟地運行，而生物催化回收可以針對特定應用進行擴展，并且需要非常小的能量投入。
像這樣的一些創(chuàng)新最近出現(xiàn)在新聞中 - 為什么它們還沒有擴大規(guī)模？圍繞這一點有哪些挑戰(zhàn)？
在過去的15年中，該研究領域取得了巨大的進步，從幾周到幾天，現(xiàn)在已經到幾個小時，完全降解典型的PET包裝廢料。法國公司Carbios已經有一個試驗工廠在運行，以更大規(guī)模地評估該過程，但似乎該過程仍然不經濟。一個巨大的挑戰(zhàn)是，酶只能降解像熱成型容器一樣的無定形PET，而雙軸拉伸的PET（例如飲料瓶）不能被酶直接降解。在這里，Carbios正在使用高能量的預處理。
在這一點上，您的組織如何擴展您的特定方法？
我們最近將這一過程擴展到1升系統(tǒng)。在這里，我們已經學到了很多東西，這些知識將指導我們未來的反應堆設計。我們還與歐盟項目ENZYCLE的行業(yè)合作伙伴合作，進一步開發(fā)回收工藝。
這種創(chuàng)新和生物回收的未來會怎樣？
關于生物回收，我們目前僅限于聚酯基塑料，如PET作為合適的基材。沒有酶法可用于回收更頑固的塑料，如聚乙烯或聚苯乙烯，這些塑料占全球塑料廢物的很大一部分。
消費后PET的生物催化回收很可能在回收“困難”的塑料廢物方面找到應用，例如多層食品包裝，它不能用其他方法加工，目前被燃燒或最終進入環(huán)境。
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