นักวิจัยแสดงให้เห็นว่าวัตถุดิบยางสังเคราะห์สามารถย่อยสลายได้อย่างไร


Wittenberg ประเทศเยอรมนี – นักวิจัยจาก Martin Luther-University Halle-Wittenberg (MLU) และ Leibniz Institute of Plant Biochemistry (IPB) ได้สร้างและใช้ประโยชน์จากเอนไซม์ที่มีความสามารถในการย่อยสลายโพลีไอโซพรีนสังเคราะห์ โพลิไอโซพรีนเป็นส่วนประกอบหลักของยางธรรมชาติและยางหลายชนิดยังใช้ในยางรถยนต์ด้วย ปัจจุบันเอมไซม์ยังย่อยสลายได้แค่โพลิไอโซพรีนเท่านั้น ด้วยองค์ประกอบที่คล้ายกับยางที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติ การวิจัยในปัจจุบันสามารถให้ข้อมูลเชิงลึกที่สำคัญเกี่ยวกับเศรษฐกิจหมุนเวียน จากวารสาร Green Chemistry

ยางธรรมชาติใช้ทำโพลิไอโซพรีน ซึ่งช่วยให้ผลิตยางและพลาสติกได้หลายประเภท โพลีไอโซพรีนเป็นโมเลกุลสายยาว ซึ่งเกิดขึ้นจากการเชื่อมโยงโมเลกุลของไอโซพรีนที่มีขนาดเล็กกว่าหลายร้อยหรือหลายพันตัว Vico Adjedje นักเคมีจาก MLU กล่าวว่า "แบคทีเรียหลายชนิดสามารถย่อยสลายโพลีไอโซพรีนตามธรรมชาติได้โดยใช้เอนไซม์ โดยคุณสมบัติของเอ็นไซม์เป็นชีวโมเลกุลที่ทำให้ปฏิกิริยาเคมีเป็นไปได้ในสิ่งมีชีวิตทุกชนิด เนื่องจากความต้องการผลิตภัณฑ์ยางทั่วโลกมีมากกว่าสต็อกยางธรรมชาติที่มีอยู่ วัสดุตั้งต้นจึงถูกผลิตขึ้นโดยการสังเคราะห์ทางเคมีเป็นหลัก ตัวแปรตามธรรมชาติและจากการสังเคราะห์มีคุณสมบัติคล้ายคลึงกัน แต่มีความแตกต่างหลายประการในโครงสร้างของโมเลกุลที่ประกอบขึ้นเป็นองค์ประกอบ

ทีมวิจัยของ Prof. Dr. Wolfgang Binder จาก MLU และ Jun.-Prof. Dr. Martin Weissenborn ที่ IPB และ MLU ได้ค้นพบวิธีย่อยสลายโพลิไอโซพรีนที่ผลิตขึ้นแบบเทียมโดยใช้เอนไซม์ LCPK30 "เราเป็นคนแรกที่ประสบความสำเร็จในการทำให้โพลิไอโซพรีนอยู่ในรูปแบบที่เอ็นไซม์สามารถทำงานด้วยได้" ไบเดอร์กล่าว ในการทำเช่นนั้นนักวิจัยของเราได้แรงบันดาลใจจากธรรมชาติ "ข้อสันนิษฐานของเราคือพอลิไอโซพรีนสังเคราะห์ควรมีอยู่ในอิมัลชันเพื่อให้เอนไซม์สามารถทำงานได้อย่างถูกต้อง" Adjedje กล่าว ตัวอย่างเช่น นมซึ่งประกอบด้วยน้ำและไขมันเป็นส่วนใหญ่เป็นลักษณะทั่วไปของอิมัลชัน มันก่อตัวเป็นทรงกลมขนาดไม่กี่ไมโครเมตรและการกระจายตัวที่ดีในน้ำทำให้น้ำนมดูขุ่น พอลิไอโซพรีนแทบไม่ละลายในน้ำเช่นเดียวกับไขมัน วัสดุจากธรรมชาติบางชนิดยังสามารถกระจายน้ำได้เท่าๆ กัน เช่น น้ำยางที่กรีดจากต้นยางพาราซึ่งเป็นผลผลิตจากธรรมชาติ จากคุณสมบัติของน้ำยางเป็นแรงจูใจให้นักวิจัยประสบความสำเร็จในการกระจายโพลิไอโซพรีนสังเคราะห์อย่างทั่วถึงในน้ำ โดยใช้ตัวทำละลายเฉพาะเอ็นไซม์ที่มีความสอดคล้องกับอิมัลชันเทียม ด้วยเหตุนี้เองโพลิไอโซพรีนยังคงไม่สลายช่วงที่ทำปฏิกิริยา โดยจะทำลายเฉพาะสายโซ่โมเลกุลยาวของโพลิไอโซพรีนออกเป็นสายโมเลกุลที่สั้นลง

เป้าหมายของนักวิจัยคือการสามารถสลายสารอื่นๆ ที่คล้ายกันจากยางรถยนต์ได้ในอนาคต “วัสดุเริ่มต้นเกิดขึ้นมากมายก่อนที่มันจะกลายเป็นยางสำเร็จรูป ทั้งสายโซ่โมเลกุลที่ถูกเชื่อมต่อกันด้วยสมบัติเคมีเพื่อเปลี่ยนคุณสมบัติทางกล หรือการเติมพลาสติกไซเซอร์และสารป้องกันการเกิดออกซิเดชั่น โดยเฉพาะอย่างยิ่งอย่างหลังจะมีปัญหาสำหรับเอ็นไซม์เพราะมันโจมตีโครงสร้างของมัน” Adjedje กล่าว ผลลัพธ์ยังเป็นแรงผลักดันที่สำคัญต่อเศรษฐกิจการรีไซเคิลอีกด้วย “เราสามารถแปรรูปผลิตภัณฑ์ที่ย่อยสลายเป็นสารเคมีและน้ำหอมชั้นดี หรือผลิตซ้ำใหม่ได้” Binder อธิบาย นักวิจัยใช้ LCPK30 เนื่องจากเกิดขึ้นในธรรมชาติ ทีมวิจัยของ Weissenborn กำลังทำงานเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพของเอนไซม์เพื่อให้มีความไวต่อตัวทำละลายน้อยลงและกระตุ้นปฏิกิริยาต่อไป

ที่มา https://rubberworld.com/researchers-show-how-synthetic-rubber-raw-material-can-be-degraded/?doing_wp_cron=1639541829.0797340869903564453125





09/12/2021

สถาบันพลาสติก

อาคารสำนักพัฒนาอุตสาหกรรมสนับสนุน 86/6 ซอยตรีมิตร ถนนพระราม 4 แขวงคลองเตย เขตคลองเตย กรุงเทพ 10110
โทร 0 2391 5340-3
โทรสาร 0 2712 3341
Email riu@thaiplastics.org
Website www.thaiplastics.org

แผนที่สถาบันพลาสติก

สำนักงานเศรษฐกิจอุตสาหกรรม

75/6 ถนนพระรามที่ 6 แขวงทุ่งพญาไท
เขตราชเทวี กรุงเทพฯ 10400
โทร 0 2202 4383
Website www.oie.go.th

แผนที่สำนักงานเศรษฐกิจอุตสาหกรรม