পোশাক এবং কার্পেটের এনজাইমেটিক পিইটি পুনর্ব্যবহার পূর্ব-চিকিত্সা হ্রাস করে বা পেট্রোলিয়াম উত্পাদনের তুলনায় সস্তা

মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রের ন্যাশনাল রিনিউয়েবল এনার্জি ল্যাবরেটরি (এনআরইএল) এর সিনিয়র গবেষক বাস্তবতা হল যে বেশিরভাগ পিইটি পণ্য, বিশেষ করে পিইটি পোশাক এবং কার্পেট, আজ ঐতিহ্যগত পুনর্ব্যবহারযোগ্য কৌশল ব্যবহার করে পুনর্ব্যবহৃত হচ্ছে না। গবেষণা সম্প্রদায় PET ডিপোলিমারাইজ করার লক্ষ্যে এনজাইমগুলি সহ প্রতিশ্রুতিবদ্ধ বিকল্পগুলি বিকাশ করছে, তবে এমনকি এই পছন্দগুলি প্রায়শই কার্যকর হওয়ার জন্য উচ্চ শক্তি খরচ এবং উচ্চ ব্যয়ের প্রাক-চিকিত্সা পদক্ষেপের উপর নির্ভর করে

গবেষক জ্যাফস গার্ডো (বাম), এরিকা এরিকসন (ডান), এবং সহকর্মীরা এনজাইমগুলি আবিষ্কার করেছেন এবং চিহ্নিত করেছেন যা স্ফটিক পিইটি, ডিসপোজেবল বেভারেজ বোতল, কার্পেট, পোশাক এবং খাবারের প্যাকেজিংয়ে ব্যবহৃত প্লাস্টিককে হ্রাস করে।

অতএব, আজ উত্পাদিত বেশিরভাগ পিইটি শেষ পর্যন্ত ল্যান্ডফিল বা পরিবেশে প্রবেশ করে - এমনকি পিইটি পণ্য যা প্রকৃতপক্ষে রিসাইক্লিং স্টেশনগুলিতে প্রবেশ করে।

তবুও, বেকহ্যাম বলেছিলেন যে জিনিসগুলি দ্রুত পরিবর্তন হচ্ছে, এবং মেশিন লার্নিং এবং সিন্থেটিক জীববিজ্ঞানের উন্নত পদ্ধতিগুলি বিজ্ঞানীদের PET ডিকনস্ট্রাকটিভ এনজাইমের মৌলিক জীববিজ্ঞানের অভূতপূর্ব উপলব্ধি দিয়েছে। সম্প্রতি, পোর্টসমাউথ ইউনিভার্সিটি এবং মন্টানা স্টেট ইউনিভার্সিটির বেকহ্যাম এবং তার সহকর্মীরা নতুন এনজাইম বৈকল্পিক আবিষ্কার করতে এই পদ্ধতিগুলি ব্যবহার করেছেন, যা অতিরিক্ত প্রাক-চিকিত্সা ছাড়াই সবচেয়ে চ্যালেঞ্জিং পিইটি ডিকনস্ট্রাকট করবে বলে আশা করা হচ্ছে।

এর মানে শুধু এই নয় যে আমরা কার্পেট এবং পোশাক সহ PET-এর সকল প্রকারের জন্য এনজাইম পুনর্ব্যবহারে এগিয়ে আছি - এর মানে হল যে PET পুনর্ব্যবহার করা শীঘ্রই তেল দিয়ে PET তৈরির চেয়ে সস্তা হতে পারে।

— 1 —

মাটিতে লুকানো এনজাইম

PET-তে এনজাইম পুনরুদ্ধারের ধারণাটি 2005 সাল থেকে জানা যায়, কিন্তু জাপানি বিজ্ঞানীরা বিস্ময়কর আবিষ্কার করার পর, এটি 2016 সালে বিশ্ব মঞ্চে আত্মপ্রকাশ করে। জাপানের একটি পুনর্ব্যবহারযোগ্য সুবিধার বাইরে মাটিতে সমাহিত, একটি এনজাইমকে তারা নিঃশব্দে Ideonella sakaiensis বলে। ছড়িয়ে ছিটিয়ে পুরানো প্লাস্টিকের পানীয় বোতল ভেঙ্গে secretes.

প্রকৃতি PET এর রাসায়নিক বন্ধন ভাঙ্গার জন্য একটি দুর্দান্ত সমাধান প্রদান করে। কিছু কারণে, প্রকৃতি প্রদর্শন করছে কিভাবে PET বোতলগুলিকে তাদের মৌলিক উপাদানগুলিতে হ্রাস করা যায়: টেরেফথালিক অ্যাসিড এবং ইথিলিন গ্লাইকল।

অধ্যয়ন একটি সিরিজ অনুসরণ. বিজ্ঞানীরা বার্ষিক উৎপাদিত লক্ষ লক্ষ টন পিইটি প্রক্রিয়া করার জন্য শিল্প প্রযুক্তিতে ব্যবহৃত এনজাইমগুলিকে উন্নত করার চেষ্টা করছেন। তারা অনুমান করে যে উন্নত হলে, এনজাইম পুনর্ব্যবহারযোগ্য প্ল্যাটফর্মটি আজকের দুর্বল পুনর্ব্যবহারযোগ্য সিস্টেমগুলিকে সম্পূর্ণরূপে পরিবর্তন করতে পারে, শক্তি এবং গ্রিনহাউস গ্যাস নির্গমন হ্রাস করতে পারে এবং সমস্ত PET পণ্যগুলির জন্য একটি বৃত্তাকার অর্থনীতির প্রচার করতে পারে - এমনকি কার্পেট এবং কাপড় যা ঐতিহ্যগত প্রযুক্তি ব্যবহার করে পুনর্ব্যবহৃত করা যায় না।

যেহেতু গবেষকরা প্লাস্টিককে ভেঙে ফেলার জন্য এনজাইম ব্যবহারের সম্ভাবনা উপলব্ধি করেছেন, বিশ্বজুড়ে নতুন গবেষণাপত্রগুলি বৈজ্ঞানিক সাহিত্যে আলোকিত করেছে, "বলেছেন যুক্তরাজ্যের ইউনিভার্সিটি অফ পোর্টসমাউথ (UoP) দলের বিজ্ঞানী জন ম্যাকগিহান। বিভিন্ন ক্ষেত্রের বিশেষজ্ঞরা যেমন যেহেতু ফার্মাসিউটিক্যালস এবং জৈব জ্বালানি এনজাইমগুলিকে সংশোধন করতে কয়েক দশকের গবেষণা অভিজ্ঞতা পুনরায় ব্যবহার করতে পারে

এনআরইএল/ইউওপি কোম্পানির এনজাইম পুনরুদ্ধার প্ল্যাটফর্ম কার্যকরভাবে পিইটি প্লাস্টিকের কাঁচামাল (বামে) তার রাসায়নিক কাঠামোগত ইউনিটগুলিতে পচিয়ে দেয়। NREL/UoP কোম্পানির এনজাইম দ্বারা হাইড্রোলাইজড হওয়ার পরে ডানদিকের PET নমুনাটি 97.7% ভরে হ্রাস পেয়েছে।

DeepMind এর 3D রেন্ডারিং অপ্রত্যাশিত কাঠামোগত বৈশিষ্ট্যগুলি প্রকাশ করেছে, যেমন চিত্রে এনজাইম 611৷ এনজাইম 611 এর মতো প্রোটিনের কাঠামোগত স্বাক্ষরের যত্ন সহকারে বিশ্লেষণ দলটিকে তাদের কর্মক্ষমতা উন্নত করতে সাহায্য করতে পারে।

একসাথে, এই দুটি গণনামূলক মডেল গ্যাডো এবং তার সহকর্মীদের অজানা অঞ্চলে প্রজেক্ট করার অনুমতি দেয়। এক ঘন্টারও কম সময়ে, তারা 2 মিলিয়নেরও বেশি প্রোটিন স্ক্রীন করেছে, প্রতিশ্রুতিশীল প্রার্থীদের একটি সংক্ষিপ্ত তালিকা তৈরি করেছে। আরও পরীক্ষা নিশ্চিত করেছে যে 5টি পিইটি ডিকনস্ট্রাকট করতে সক্ষম হয়েছে, 36 যা পূর্বে বৈজ্ঞানিক সাহিত্যে বর্ণনা করা হয়নি।

গুরুত্বপূর্ণভাবে, কিছু নিরাকার পিইটি থেকে স্ফটিক পিইটি ভাঙতে আরও ভাল।

"এই নতুন এনজাইমগুলি শুধুমাত্র জিনগতভাবে বৈচিত্র্যপূর্ণ নয়," গাডো ব্যাখ্যা করেন। "তাদের বিভিন্ন কাঠামো এবং সক্রিয় কেন্দ্রগুলির বিভিন্ন জ্যামিতি রয়েছে।"

গ্যাডো আত্মবিশ্বাসের সাথে 24টি নতুন এনজাইমের গঠন সম্পর্কে কথা বলতে পারেন কারণ তিনি তাদের দেখতে দেখেছেন - অন্তত 3D রেন্ডারিংয়ে ডিপমাইন্ড, একটি অ্যালফাবেট সহায়ক সংস্থার গবেষকরা প্রদত্ত। "সম্পূর্ণ প্রোটিন মহাবিশ্ব" ম্যাপ করার জন্য পরিচিত, ডিপমাইন্ড এই এনজাইমগুলিকে তার গভীর শিক্ষার সরঞ্জাম, আলফাফোল্ড দিয়ে চিহ্নিত করেছে, যাতে দলটি এনজাইমগুলির পাশাপাশি তুলনা করতে পারে এবং তাদের পার্থক্যগুলি লক্ষ্য করতে পারে৷

সমস্ত সরঞ্জামেরই পিইটি ডিকনস্ট্রাকট করার ক্ষমতা রয়েছে, তবে কয়েকটি এমন রয়েছে যা দেখতে অসাধারণভাবে আলাদা। গাডোর মতে, ডিপমাইন্ডের রেন্ডারিংগুলি কীভাবে প্লাস্টিক ডিকনস্ট্রাকটেসগুলি PET-তে কাজ করে সে সম্পর্কে মূল্যবান সূত্র দেয়।

"অত্যাধুনিক AI পদ্ধতিগুলি আমাদের এনজাইম ডেটাতে নিদর্শনগুলি খুঁজে পেতে সহায়তা করে, যা আমাদের বোঝার উন্নতি করবে যা ভাল প্লাস্টিকের ভোজ্য এনজাইম তৈরি করে," গাডো যোগ করেছেন। "এটি আমাদের প্রোটিন প্রকৌশলের সাথে এনজাইমগুলিকে উন্নত করতে এবং একইভাবে কাজ করে এমন প্রকৃতির অন্যান্য এনজাইমগুলি খুঁজে পেতে অনুমতি দেবে।"

এটি ইতিমধ্যে একটি প্রশস্ত গবেষণা দলের জন্য আরেকটি পদক্ষেপ এবং বড় আকারের PET পুনর্ব্যবহার করার জন্য আরেকটি পদক্ষেপ।

— ৩ —

সস্তা এবং আরো পরিবেশ বান্ধব

বিশ্লেষণটি এনজাইমেটিক পিইটি পুনরুদ্ধারের সুবিধার পরিমাণ নির্ধারণ করেছে

বেকহ্যামের মতে, পরিষ্কার করা, টুকরো টুকরো করা এবং গরম করা - PET এর পচনের জন্য প্রস্তুত করার জন্য প্রয়োজনীয় পদক্ষেপগুলি - শিল্প-স্কেল এনজাইম পুনর্ব্যবহারযোগ্য সুবিধাগুলির জন্য সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ টেকসই চালকগুলির মধ্যে একটি।

"পেট্রোলিয়াম থেকে পিইটি রজন উৎপাদনের তুলনায় এনজাইম পুনরুদ্ধারের খরচ প্রতিযোগিতামূলক করার জন্য এই প্রিট্রিটমেন্ট পদক্ষেপগুলি কম করা গুরুত্বপূর্ণ," তিনি ব্যাখ্যা করেন।

এনআরইএল ইউনিভার্সিটি এবং ইউওপি-র বিজ্ঞানীরা একটি সাশ্রয়ী, পরিবেশ বান্ধব এনজাইমেটিক প্ল্যাটফর্ম তৈরি করেছেন যা দ্রুত ভোক্তা-পরবর্তী পিইটিকে অভিন্ন রাসায়নিক বিল্ডিং ব্লক, টেরেফথ্যালিক অ্যাসিড (টিপিএ) এবং ইথিলিন গ্লাইকোল (ইজি) তে ভেঙে দিতে পারে।

পরবর্তী পরীক্ষায়, দলটি লক্ষ্য করেছে যে তাদের মেশিন লার্নিং পদ্ধতি দ্বারা লেবেলযুক্ত কিছু এনজাইম স্ফটিক এবং নিরাকার PET ভাঙ্গাতে সমানভাবে কার্যকর ছিল। প্লাস্টিকের বাঁধন নরম করতে এই এনজাইমগুলির প্রিট্রিটমেন্টের প্রয়োজন হয় না।

"প্রিট্রিটমেন্ট বাদ দিয়ে, প্রযুক্তিটি শিল্প-স্কেল পিইটি পুনর্ব্যবহারযোগ্য করতে সক্ষম করে, যা প্রকৃতপক্ষে ভার্জিন পিইটি উত্পাদন করতে পেট্রোলিয়াম ব্যবহার করার চেয়ে সস্তা," তিনি যোগ করেছেন বেকহ্যাম। "আরও ভাল, এটি সম্পর্কিত শক্তি এবং গ্রিনহাউস গ্যাস নির্গমন কমাতে পারে।"

জুলে প্রকাশিত আগের একটি নিবন্ধে, 2021 সালে, দলটি স্ফটিক PET-তে সক্রিয় এনজাইম ব্যবহার করার অর্থনৈতিক এবং পরিবেশগত সুবিধার পরিমাণ নির্ধারণ করেছিল। শিল্প-স্কেল সুবিধাগুলিতে, এটি করার ফলে সরবরাহ শৃঙ্খল শক্তির চাহিদা 45% এবং জীবনচক্র গ্রিনহাউস গ্যাস নির্গমন 38% দ্বারা প্রিট্রিটমেন্ট ব্যবহার করে সিস্টেমের তুলনায় হ্রাস করতে পারে।

অর্থনৈতিক সুবিধাগুলি সমানভাবে চিত্তাকর্ষক। PET কার্পেট এবং পোশাক পরিত্যাগ করার সময় - যা প্রচলিত কৌশলগুলির সাথে পুনর্ব্যবহৃত করা যায় না - তারা প্রতি কিলোগ্রামে $1 এর কম দামে টেরেফথালিক অ্যাসিডও তৈরি করতে পারে। পেট্রোলিয়াম থেকে প্রাপ্ত টেরেফথালিক অ্যাসিড ঐতিহাসিকভাবে প্রতি কিলোগ্রাম $1 থেকে $1.50 বিক্রি হয়েছে।

"আমাদের এনজাইম প্ল্যাটফর্ম আমাদের মহাসাগরগুলি পরিষ্কার করার জন্য একটি অর্থনৈতিক প্রণোদনা তৈরি করে," বলেছেন এরিকা এরিকসন, একজন প্রাক্তন NREL পোস্টডক্টরাল গবেষক যিনি এই গবেষণার পিছনে বেশিরভাগ পরীক্ষামূলক কাজ পরিচালনা করেছিলেন। "এই ধরনের মূল্যের পয়েন্টগুলিতে, PET দূষণকে সাশ্রয়ীভাবে নতুন PET পণ্যগুলিতে পুনর্ব্যবহার করা যেতে পারে বা উইন্ড টারবাইন ব্লেড বা কার্বন ফাইবার বাম্পারগুলিতে নতুন ব্যবহার খুঁজে পেতে পারে।"

ভোক্তা-পরবর্তী PET পণ্যগুলি, প্রায়শই আজকের দূষণের উত্স, আরও পরিবেশগতভাবে টেকসই প্লাস্টিক অর্থনীতিকে সমর্থন করার জন্য মূল্যবান সম্পদে পরিণত করা যেতে পারে।

এটি কল্পনা করা কঠিন নয় যে এটি কীভাবে প্লাস্টিকের গল্পকে পরিবর্তন করবে: পিইটি পুনর্ব্যবহারযোগ্য খরচ এত কম যে অর্থনীতি এটিকে ট্র্যাশের পরিবর্তে পুনর্ব্যবহারযোগ্য বিনে ফেলে দেওয়ার পক্ষে। একটি টি-শার্ট, একটি পাটি, একটি সোডার বোতল – সবকিছুই রাখা হয়েছে এবং একটি বিল্ডিং ব্লক হিসাবে, একটি পরিষ্কার, সবুজ পৃথিবী তৈরি করতে তাদের বৃত্তাকার যাত্রা শুরু করুন৷