Το 2010, η ερευνήτρια Sintawee Sulaiman μόλις είχε ξεκινήσει την πρώτη της εργασία στο εργαστήριο, στο Πανεπιστήμιο της Οσάκα στην Ιαπωνία.
Της ανατέθηκε η εργασία να τροποποιήσει και να πειραματιστεί με ένα ένζυμο που είχαν ανακαλύψει οι συνάδελφοί της σε ένα σωρό σάπιων φύλλων στο πάρκο δίπλα από το πανεπιστήμιο, που ονομαζόταν LCC – leaf-branch compost cutinase (κοπτινάση σύνθετου κομποστ).
Το LCC βοηθά τα μικρόβια να διασπώνται το κερωδώς επίστρωμα των φύλλων και η κυρία Sulaiman ελπίζει ότι θα μπορούσε να βοηθήσει επίσης στην αποσύνθεση του πλαστικού.
Ένα απόγευμα, έκοψε κάποια πλαστική συσκευασία από ένα ζευγάρι ακουστικών και άφησε τα κομμάτια σε νερό για τη νύχτα μαζί με δείγματα του LCC. Το πρωί, είχαν διαφορετική εμφάνιση.
“Το κομμάτι πλαστικού είχε κάποιες τρύπες ή κάποια αποσύνθεση,” αναφέρει. “Αυτό με έκανε να αισθανθώ πολύ έκπληκτη.”
Το πλαστικό ήταν PET, το οποίο είναι ένα πολυμερές υλικό – μια μακρόστενη μόριο στην οποία μικρότερες χημικές μονάδες που ονομάζονται μονομερή είναι σφιγμένα συνδεδεμένες μεταξύ τους.
Τα πολυμερή υλικά βρίσκονται παντού στη φύση – το κυτταρίνη, ένα δομικό στοιχείο των δέντρων και άλλων φυτών, είναι το πιο κοινό παράδειγμα.
Τα ένζυμα έχουν εξελιχθεί δίπλα τους για να διασπώνται τα χημικά δεσίματά τους, επιτρέποντας στα μικρόβια να βιοδιασπώνται οργανικό υλικό.
Ωστόσο, τα ένζυμα έχουν έρθει σε επαφή με τα πλαστικά μόνο εδώ και λίγες δεκαετίες, γι’ αυτό και τα υλικά δεν αποσυντίθενται. Ωστόσο, τα τελευταία δύο δεκαετίες οι επιστήμονες έχουν βρει έναν τρόπο να βοηθήσουν την εξέλιξη.
Αυτό ακριβώς έκαναν ο καθηγητής Alain Marty και οι συνεργάτες του στο Πανεπιστήμιο της Τουλούζης στη Γαλλία.
Κατά τη διάρκεια οκτώ ετών, επανασχεδίασαν το LCC – τώρα LCCICCG – για να γίνει ειδικός στο PET.
Το ένζυμο είναι τώρα τόσο αποτελεσματικό που μπορεί να διασπάσει εντελώς το πολυμερές υλικό PET στα συστατικά μονομερή του – τα χημικά που χρειάζονται οι παραγωγοί για να φτιάξουν νέο πλαστικό. Ο καθηγητής Marty το συγκρίνει με το να διαλύεις έναν κολιέ με περλέ.
“Χρησιμοποιούμε ένα ένζυμο που μπορείτε να θεωρήσετε ως μοριακές ψαλίδες,” λέει. “Διαλύουμε τον σύνδεσμο μεταξύ των περλών, απελευθερώνουμε τις περλές και με αυτόν τον τρόπο, μετά από καθαρισμό, μπορούμε να πωλήσουμε ξανά αυτές τις περλές.”
Ο κ. Marty είναι πλέον ο επιστημονικός διευθυντής της Carbios, η οποία έχει ένα εργοστάσιο επίδειξης στο Clermont-Ferrand, στην κεντρική Γαλλία.
Μοιάζει λίγο με μικροζυθοποιείο, με ένα μεγάλο κυλινδρικό αντιδραστήρα που περιβάλλεται από άλλον εξοπλισμό για την επεξεργασία πλαστικού PET.
Η μεγαλύτερη μηχανή επεξεργάζεται ρούχα πλούσια σε πολυεστέρα. Ο πολυεστέρας, μια μορφή πλαστικού PET, αποτελεί περίπου το μισό από τις ίνες ρούχων που παράγει ο κόσμος.
Στο τέλος, τα περισσότερα από αυτά τα ρούχα καταλήγουν να καίγονται ή να στέλνονται στα χωματερέμπορα, συχνά στον αναπτυσσόμενο κόσμο.
Αλλά η μεγάλη μηχανή στο Clermont-Ferrand τους προσφέρει μια μετέπειτα ζωή, τα χαραμίζει και στη συνέχεια αφαιρεί ακριβώς κουμπιά και παγιέτες.
Τα κομμάτια ύφασμα που περνούν από αυτήν τη διαδικασία διατίθενται σε μια άλλη μηχανή, όπου μετατρέπονται σε μαλακά κοκκάλια. Όροφοι που φαίνονται σαν κομμάτια από πλαστικά μπουκάλια περνούν από την ίδια μηχανή, επίσης για να μετατραπούν σε κοκκάλια. Αυτό το βήμα αυξάνει την επιφάνεια του υλικού και αδυνατεί τα μοριακά δεσίματα του πλαστικού.
Σημαντικό είναι ότι τα κοκκάλια δεν χρειάζεται να είναι 100% PET. Τα κοκκάλια από τα υφάσματα περιέχουν άλλα υφάσματα όπως βαμβάκι και τα μπουκάλια περιέχουν πράσινες βαφές. Μικτά πλαστικά, όπως οι δίσκοι φαγητού, μπορούν επίσης να χειριστούν.
Η εταιρεία πρόκειται τώρα να αναπτύξει δραστικά τις εργασίες της. Έως το 2025, το σχέδιο είναι να ανοίξει ένα εργοστάσιο στη βορειοανατολική Γαλλία που θα μπορεί να ανακυκλώνει 50.000 τόνους από τα απόβλητα PET ετησίως – αυτό αντιστοιχεί σε 300 εκατομμύρια μπλουζάκια ή δύο δισεκατομμύρια μπουκάλια.
Η Carbios δεν έχει ως στόχο να γίνει ανακυκλωτής, αλλά θα αδειοδοτήσει τη διαδικασία της σε άλλες εταιρείες, κάτι που σημαίνει ότι έχει το δυναμικό να διαδοθεί γρήγορα. Έχουν σχηματίσει ένα συνδυασμό με μεγάλες εταιρείες όπως η Nestle, η L’Oréal και η PepsiCo.
Καθώς παράγει τα ίδια χημικά μονομερή που οι παραγωγοί πλαστικών χρησιμοποιούν ήδη, απαιτείται ελάχιστη αλλαγή.
Αλλά η οικειότητα του προϊόντος της αποτελεί επίσης ένα πρόβλημα – καθώς αυτά τα αναγνώριστα χημικά θα κοστίζουν περίπου 60% περισσότερο από αυτά που προέρχονται από πετρελαιοχημικά.
“Με τον χρόνο, η Carbios θα έχει πρόσβαση σε περισσότερες και περισσότερες πρώτες ύλες,” λέει ο Emmanuel Ladent, διευθύνων σύμβουλος της Carbios.
“Έτσι, το κόστος των πρώτων υλών θα μειωθεί, επειδή θα έχουμε πρόσβαση σε πρώτες ύλες που σήμερα καίγονται ή καταλήγουν σε χωματερέμπορα.”
Προσθέτει ότι οποιοδήποτε μέλλοντα φόρο άνθρακα θα τους ωφελήσει επίσης.
Η Carbios δεν είναι μόνη της σε αυτόν τον τομέα – άλλες ομάδες ερευνητών εργάζονται για την ανακύκλωση του PET με διάφορα ένζυμα.
Αλλά καμία από αυτές τις ομάδες δεν έχει φτάσει στο σημείο να αναπτύξει τη διαδικασία της σε μεγάλη κλίμακα.
“Είμαι πραγματικά ενθουσιασμένος με το έργο που επιτελεί η Carbios, γιατί ουσιαστικά ανοίγει το δρόμο, αν θέλετε,” λέει ο Καθηγητής Andy Pickford από το Κέντρο Καινοτομίας στα Ένζυμα στο Πανεπιστήμιο του Portsmouth. “Αν οι άνθρωποι δουν ότι αυτό λειτουργεί, τότε ελπίζω πως περισσότεροι θα το υποστηρίξουν.”
Ωστόσο, προσθέτει ότι είναι λιγότερο αισιόδοξος για την ανακύκλωση άλλων τύπων πλαστικών. Κάποια ενδέχεται να μην μπορούν ποτέ να ανακυκλωθούν, και θα ήταν καλό να απομακρυνθούμε από τη χρήση αυτών των πλαστικών.
Κάθε πρόοδος θα ήταν ευπρόσδεκτη – σύμφωνα με τον ΟΟΣΑ, λιγότερο από το 10% του πλαστικού παγκοσμίως ανακυκλώνεται. Κάθε χρόνο, περίπου το μισό από τα 400 εκατομμύρια τόνους πλαστικών αποβλήτων παγκοσμίως πηγαίνει σε χωματερέμπορα.
Η Carbios έχει ήδη στραφεί στα πλαστικά με πιο πολύπλοκες χημικές δομές. Το νάιλον βρίσκεται στην κορυφή της λίστας, αλλά ο καθηγητής Marty μου λέει ότι αυτό θα χρειαστεί ένα εντελώς διαφορετικό ένζυμο για να το απελευθερώσει.
Εν τω μεταξύ, η Sintawee Sulaiman, που παρατήρησε πρώτη την LCC να αποβιομηχανίζει πλαστικό το 2010, είναι ικανοποιημένη με την πρόοδο που έχει κάνει το ένζυμό της από τότε που του έδωσε το πρώτο του γεύμα από συσκευασία ακουστικών.
“Αισθάνομαι πολύ τυχερή που γνώρισα την LCC,” λέει. “Και ελπίζω πραγματικά ότι μπορεί να βοηθήσει τον κόσμο – να αλλάξει τον κόσμο σε ένα καλύτερο μέρος.”
