Sâu sáp giữ “vũ khí” giúp phân hủy túi nhựa
Các enzym của nó phân hủy polyethylene trong vòng vài giờ ở nhiệt độ phòng. Điều này có thể gợi mở những phương pháp xử lý mới trong cuộc chiến với rác thải nhựa.
Sâu sáp nhấm nháp nhựa, tạo thành những lỗ trên bề mặt túi. Ảnh: CSIC Communications Department/PA
Các nhà khoa học mới đây đã phát hiện ra các loại enzyme trong nước bọt của sâu sáp có khả năng phân hủy nhanh túi nhựa. Cụ thể, các enzyme này có thể phá vỡ polyethylene trong vòng vài giờ ở nhiệt độ phòng, điều này có thể gợi mở những phương pháp tái chế nhựa hiệu quả về mặt chi phí trong tương lai.
Sâu sáp là ấu trùng bướm đêm chuyên phá hoại và đục thủng lỗ trên các tổ ong. Các nhà nghiên cứu đã phát hiện ra khả năng “ăn” túi nhựa của nó một cách tình cờ, khi một nhà khoa học – đồng thời cũng là người nuôi ong nghiệp dư – dọn sạch một tổ ong bị sâu sáp phá hoại, và phát hiện thấy ấu trùng sâu đang bắt đầu ăn túi rác bằng nhựa, tạo nên những lỗ thủng trên bề mặt túi. Sau khi tiến hành nghiên cứu sâu hơn, các nhà khoa học nhận thấy nước bọt của sâu sáp là “một kho chứa các enzyme phân hủy, có thể mở ra một cuộc cách mạng trong việc xử lý chất thải gây ô nhiễm”.
Nhựa polyethylene là một trong những loại nhựa phổ biến nhất thế giới, được sử dụng trong sản xuất túi nylon và các loại bao bì khác, đóng góp một phần đáng kể vào thực trạng ô nhiễm nhựa hiện nay. Quá trình tái chế nhựa polyethylene trên quy mô lớn hiện nay đều dựa trên các phương pháp cơ học nhằm tạo ra các sản phẩm có giá trị thấp hơn.
Phương pháp phân hủy hóa học có thể giúp tạo ra các loại hóa chất có giá trị hoặc loại nhựa mới – nếu được xử lý đúng cách. Các nhà nghiên cứu cho biết các enzyme trong sâu sáp có thể được tổng hợp dễ dàng và khắc phục các nhược điểm trong quá trình phân hủy nhựa thông thường. Quá trình phân huỷ thông thường đòi hỏi phải gia nhiệt để phá vỡ liên kết của các chuỗi polymer, nhưng các enzyme lại có thể phá vỡ liên kết ở nhiệt độ bình thường, trong nước và ở độ pH trung tính.
Giải pháp tiềm năng
“Các tổ ong của tôi bị sâu sáp phá hoại, vì vậy tôi bắt đầu xử lý chúng, cho sâu vào túi nhựa”, Tiến sĩ Federica Bertocchini, tại Trung tâm Nghiên cứu Sinh học ở Madrid, kể lại phát hiện tình cờ của mình. “Sau một thời gian, tôi nhận thấy sâu đã đục lỗ trên túi, chúng tôi nhận ra chúng không chỉ nhấm nháp lá, mà còn phân huỷ các liên kết hoá học. Và đó là khởi đầu của hành trình nghiên cứu.
Nghiên cứu được công bố trên tạp chí Nature Communications, đã xác định được 200 protein trong nước bọt của giun sáp và thu hẹp được hai protein có tác dụng “ăn” nhựa. Ấu trùng sâu sáp sinh tồn và phát triển trong tổ ong và ăn sáp ong, đó có thể là lý do tại sao chúng đã tiến hóa các enzyme phù hợp để phá vỡ liên kết hoá học. Một khả năng khác là các enzyme như một cơ chế bảo vệ giúp sâu sáp phân hủy các hóa chất độc hại do thực vật tạo ra – đồng thời có khả năng phá huỷ một số chất phụ gia trong nhựa.
Tất nhiên, nghiên cứu hiện chưa thể đưa ra ứng dụng rông rãi. “Chúng tôi cần phát triển thêm và suy ngẫm về cách triển khai chiến lược nhằm đối phó với rác thải nhựa”, Tiến sĩ Clemente Arias, cũng tại trung tâm nghiên cứu Tây Ban Nha, cho biết. Bên cạnh các nhà máy tái chế lớn, nhóm nghiên cứu ấp ủ hy vọng một ngày nào đó sẽ có một bộ dụng cụ trong gia đình giúp tái chế túi nhựa thành các sản phẩm hữu ích.
Những nghiên cứu trước đây thường tìm thấy các enzyme hữu ích trong vi khuẩn, chẳng hạn một nghiên cứu vào năm 2021 đã chỉ ra rằng vi khuẩn trong đại dương và đất trên toàn cầu đang tiến hoá để ăn nhựa. Các nhà khoa học đã tìm thấy 30.000 loại enzyme có thể phân hủy 10 loại nhựa khác nhau.
Một nghiên cứu khác vào năm 2020 đã phát hiện ra một siêu enzyme có thể nhanh chóng phân huỷ các chai nhựa PET – enzyme này được tiết ra từ một loại sâu bọ được tìm thấy trong một bãi rác ở Nhật Bản. Một loại enzyme phân hủy PET khác thì được tạo ra từ vi khuẩn trong phân bón lá v.v.
Chúng ta thải ra hàng triệu tấn nhựa mỗi năm, chúng lan tràn khắp hành tinh và gây ô nhiễm, từ đỉnh Everest đến các đại dương sâu nhất. Giảm sử dụng nhựa, cũng như thu gom và xử lý rác thải đúng cách, tái chế toàn bộ sản phẩm nhựa thải ra có thể giúp giải quyết thực trạng này.
Giáo sư Andy Pickford, Giám đốc Trung tâm Đổi mới Enzyme tại Đại học Portsmouth của Vương quốc Anh, cho biết việc khám phá ra các enzyme trong nước bọt của giun sáp rất thú vị. “Phản ứng xảy ra trong vòng vài giờ ở nhiệt độ phòng cho thấy rằng sự phân hủy của enzyme có thể là một giải pháp tiềm năng để giải quyết rác thải polyethylene.”
Anh Thư tổng hợp
Nguồn:
Wax worm saliva rapidly breaks down plastic bags, scientists discover
