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Para materiais naturais, quebrar não é um problema, pois os micróbios desenvolveram maneiras de digeri-los para obter energia ou produtos químicos úteis. Mas muitos plásticos existem há décadas, e agora estamos vendo organismos que desenvolveram enzimas para digeri-los. Achando que poderiam fazer melhor, pesquisadores da França projetaram uma enzima que pode quebrar com eficiência uma das formas mais comuns de plástico. O resultado final dessa reação é uma matéria-prima que pode ser reutilizada diretamente para fazer novas garrafas de plástico.

Um PET indesejável

O plástico em questão é o tereftalato de polietileno ou PET. O PET tem uma variedade de usos, incluindo filmes finos com resistência à tração muito alta (comercializados como mylar). Mas seu uso mais notável é em garrafas plásticas de bebida, que são um componente importante dos resíduos ambientais de plástico. O PET foi desenvolvido pela primeira vez na década de 1940, e o primeiro organismo vivo que pode decompor e usar o carbono no PET foi descrito em 2016 - encontrado em sedimentos perto de uma instalação de reciclagem de plástico, naturalmente.

Embora micróbios como esse possam resolver a questão do lixo plástico, eles não tornam o plástico mais sustentável, uma vez que a espinha dorsal do carbono do PET acaba sendo completamente destruída. Isso significa que precisamos fornecer constantemente novo material para substituir os recipientes de PET à medida que eles são quebrados - material que atualmente vem de petroquímicos. A equipe francesa estava interessada em criar um processo circular de PET, no qual o material existente é decomposto de uma maneira que permita a sua reutilização imediata na fabricação de novos produtos de PET.

O PET é uma longa coleção de anéis de carbono ligados por oxigênio e átomos de carbono. Para quebrá-lo de uma maneira que permita a reciclagem, esses links carbono-oxigênio não foram quebrados, liberando uma grande coleção de anéis que podem ser re-ligados. Os micróbios que atualmente digerem o PET também quebram esse anel, tornando-os inadequados para reciclagem.

Mas várias enzimas que podem quebrar os elos do PET já foram identificadas. Tudo isso funciona para quebrar o revestimento ceroso nas superfícies das folhas, chamado "cutina" (transformando essas enzimas em cutinases). Eles forneceram os materiais de partida para o novo trabalho. Para começar, os pesquisadores pegaram um painel de cutinases e testaram suas atividades na quebra do PET. Aquele com a atividade mais alta acabou por ter um nome que indicava onde foi originalmente encontrado: em uma pilha de composto (é chamada "composto de folhas-compostagem cutinase").

Eu estou derretendo

Para entender os próximos passos dos pesquisadores, precisamos entender um pouco sobre o próprio PET. Embora todas as versões do PET tenham a mesma fórmula química, o material pode solidificar-se em duas formas: uma forma cristalina bem compactada e uma forma mais solta e desordenada. A maioria dos materiais feitos de PET possui quantidades diferentes dessas duas formas, pois suas proporções permitem que os fabricantes ajustem as propriedades do material. O empacotamento apertado da forma cristalina, no entanto, dificulta a digestão, mesmo para a enzima mais eficiente. Felizmente, existe uma solução parcial: o aquecimento de qualquer forma de PET faz com que parte do PET cristalino derreta em uma forma desordenada, permitindo que mais seja digerido.

Infelizmente, isso cria um problema, pois as próprias enzimas geralmente derretem e são inativadas nas temperaturas envolvidas (65 ° C ou 150 ° F). Além disso, essas enzimas evoluíram para quebrar um polímero diferente e não se espera que funcione tão bem no PET, que é quimicamente distinto de qualquer coisa nas folhas das plantas. Esses foram os dois grandes obstáculos enfrentados pelos pesquisadores.