Новый фермент за полдня превращает кусок пенопласта в пригодные для повторного использования химические компоненты.
Полиуретан — материал, из которого делают подошвы кроссовок, сиденья автомобилей и упаковочный пенопласт, — долгое время считался почти неразлагаемым. Его молекулы слишком сложны: они переплетены, скрещены и связаны так плотно, что даже специальные химические реакции не могут аккуратно разделить их на исходные элементы. Поэтому большую часть отходов полиуретана просто сжигают.
Теперь ситуация может измениться. Международная группа исследователей разработала новый фермент с помощью искусственного интеллекта. Нейросеть анализировала миллионы возможных комбинаций аминокислот, используя данные о структуре белков и их химических свойствах. В результате она «спроектировала» белок, который не только устойчив при температуре 50 °C, но и эффективно расщепляет полиуретан на базовые соединения — из них затем можно сделать новый материал.
В лабораторных испытаниях фермент показал впечатляющий результат: при нагреве и добавлении диэтиленгликоля он разрушил 98 % полиуретана всего за 12 часов. Это в 450 раз быстрее, чем лучшие природные аналоги. Более того, фермент сохранил активность даже после нескольких циклов использования.
Исследователи называют свой подход «новой эволюцией белков под управлением ИИ». Система GRASE, созданная ими, учитывает не только форму молекулы, но и её динамику — то, как она взаимодействует с другими веществами и изменяется под нагрузкой. Такой метод позволяет не просто искать природные аналоги, а конструировать ферменты под конкретную задачу, будь то разложение пластика или создание устойчивых биоматериалов.
Если технология подтвердит эффективность в промышленном масштабе, это может стать серьёзным прорывом в переработке пластика. В мире ежегодно производится около 22 млн тонн полиуретана, и теперь у этого материала впервые появился шанс на «вторую жизнь».
