Oamenii de știință au antrenat o rețea neuronală pentru a găsi enzime capabile să descompună unul dintre cele mai durabile tipuri de plastic – poliuretanul, titrează arstechnica.com.
.Poliuretanul – materialul folosit pentru fabricarea tălpilor pantofilor sport, a scaunelor auto și a spumei de ambalare – a fost considerat mult timp aproape indegradabil. Moleculele sale sunt prea complexe: sunt împletite, încrucișate și legate atât de strâns încât nici măcar reacțiile chimice specializate nu le pot separa perfect în elementele lor originale. Prin urmare, majoritatea deșeurilor de poliuretan sunt pur și simplu incinerate.
Acum, acest lucru s-ar putea schimba. O echipă internațională de cercetători a dezvoltat o nouă enzimă folosind inteligența artificială. O rețea neuronală a analizat milioane de combinații posibile de aminoacizi folosind date despre structura proteinelor și proprietățile chimice. Drept urmare, a „proiectat” o proteină care nu numai că este stabilă la 50°C, dar și descompune eficient poliuretanul în compuși bazici, care pot fi apoi utilizați pentru a crea noi materiale.
În testele de laborator, enzima a demonstrat rezultate impresionante: atunci când a fost încălzită și suplimentată cu dietilen glicol, a degradat 98% din poliuretan în doar 12 ore. Acest lucru este de 450 de ori mai rapid decât cei mai buni analogi naturali. În plus, enzima și-a menținut activitatea chiar și după mai multe cicluri de utilizare.
Cercetătorii își numesc abordarea „evoluția proteinelor ghidată de inteligență artificială”. Sistemul GRASE pe care l-au dezvoltat ia în considerare nu numai forma moleculei, ci și dinamica acesteia – modul în care interacționează cu alte substanțe și se modifică sub stres. Această metodă permite mai mult decât simpla căutare de analogi naturali; permite și proiectarea de enzime pentru o sarcină specifică, fie că este vorba de degradarea plasticului sau de crearea de biomateriale sustenabile.
Dacă tehnologia se dovedește eficientă la scară industrială, ar putea reprezenta un progres major în reciclarea plasticului. Aproximativ 22 de milioane de tone de poliuretan sunt produse anual la nivel global, iar acum, pentru prima dată, acest material are șansa unei „a doua vieți”.