來(lái)自萊(lái)比錫大學的科學家最近發現了一種酶(méi)，他們說這種酶可以通過一種(zhǒng)稱爲生物循環的過程在創紀錄的時間内降解PET。據(jù)報道，在16小(xiǎo)時内，該酶會導緻(zhì)PET分解90%。該解決方案的(de)真正潛(qián)力是什麽，如何擴展，以及如何适應(yīng)現有的回(huí)收方法(fǎ)？該項目的領導者Christian Sonnendecker博士告訴我(wǒ)們更多。

 
首先，您能否向(xiàng)我們的讀者介紹解決方案，解釋它是什(shí)麽，并告訴我們（用外(wài)行人的話）它是如何工作的？
PET的構建塊通過酯(zhǐ)鍵連接，酯鍵可以通過水解反應切(qiē)割。然而，高能量屏(píng)障可防(fáng)止在環境(jìng)條件(jiàn)下水解。酶是生物(wù)催化劑，這意味着它們可以降低活化能，因此代(dài)表了在(zài)相當溫(wēn)和的反應條件下将(jiāng)PET分解成其單體的替代方案。
幾種聚(jù)酯降解酶已經爲人所知，并且已經表征。隻有少數候選藥物表現出足夠高的活性，可以在合理的時間内完全降解熱成型PET包裝。我們分離出一種更有前途的高活性酶，稱爲PHL7。
我想解決方案背後的研發過程相當廣泛。您能給我們一些關于這種方法是如何産生的見解嗎(ma)？該項目是(shì)如何獲得資(zī)金的？
Zimmermann教授博(bó)士是該研(yán)究領域的先驅之(zhī)一。在過去的(de)20年中，他的研究小組開(kāi)發了聚酯(zhǐ)水解酶，用于紡織和洗衣行(háng)業(yè)，最近又用于塑料廢物回(huí)收過程。項目由國家來源（BMBF，DBU）和(hé)歐盟（P4SB，MIPLACE）資助。
我們目前正在尋找(zhǎo)耐熱的酶，堆肥堆既能提(tí)供高溫，又(yòu)能提供分解的植物物質來容納合适的(de)微生(shēng)物。通過從環境(jìng)樣本中提(tí)取DNA，我們可以專門尋找所需的基因并将(jiāng)它們捕獲(huò)出來。
在您看來，這種解決方案與現有的塑料廢物流（如機械和化學回收）一起适(shì)合在哪裏？
酶回收(shōu)類似于化學回收，隻是(shì)使用(yòng)生物催化劑。與現有的回(huí)收方法相(xiàng)比，目前尚不清楚該過程是否可以經濟地運行。然而，低能耗(hào)，高選擇性以及設計(jì)生物催化劑的可能性進一步使酶法(fǎ)成爲(wèi)三級PET回收的有前(qián)途的選擇。

機械回收是一個下循環過程，因爲産品質(zhì)量随着(zhe)每個周(zhōu)期而降低。化(huà)學和酶回(huí)收(shōu)具有通過回收可以再次用于合成的單體來關閉塑料生産周期(qī)的優勢，從而獨立(lì)于化(huà)石資源。

透明pet包裝膠盒

然而，化學回收是能源密集型的，需(xū)要大量的廢物流(liú)才能經濟(jì)地運行，而生物催化(huà)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(tóu)入。

像這樣的一(yī)些創新最近出現在新聞中 - 爲什麽它(tā)們還沒(méi)有擴大規模？圍繞這一(yī)點有哪些挑戰？
在過去(qù)的15年中，該研究領域取得了巨大的進步，從幾周到幾天，現在已經到幾個小時，完全降解(jiě)典型的PET包裝廢料。法(fǎ)國公司Carbios已經有一個試驗工廠在運行，以更大規模(mó)地評估該過程，但似乎(hū)該過程(chéng)仍然(rán)不經濟。一個巨大的挑戰(zhàn)是，酶隻能降解像熱成型容(róng)器一樣的無定形PET，而雙軸拉伸的(de)PET（例如飲料瓶）不能被(bèi)酶直接降(jiàng)解。在這裏，Carbios正在(zài)使用高能(néng)量的(de)預處理。
在這(zhè)一點上，您的組織如何擴展您的(de)特定方法？
我們最近(jìn)将這一過程擴(kuò)展(zhǎn)到1升系統。在這裏，我們已經學到了很多東西，這些知(zhī)識将指導(dǎo)我(wǒ)們未來的反應(yīng)堆設計(jì)。我們還與(yǔ)歐盟項目(mù)ENZYCLE的行業合作夥伴合作，進一步開發回收工藝。
這種創新和(hé)生物回收的未來會怎(zěn)樣？
關于生物回收，我們目前僅限于聚酯基塑料，如PET作爲合适的基材。沒有酶(méi)法可用于回收(shōu)更頑固的塑料，如聚(jù)乙烯或聚苯乙烯，這些塑料占(zhàn)全球塑料廢物的很大一部分。
消費(fèi)後PET的(de)生物催化回收很可能在回收“困難”的塑料廢物方面(miàn)找到應用，例如多層食品包裝，它不(bú)能用其他方法加工，目前被燃燒或最終進入環境。