พลาสติกประเภทนี้ถูกออกแบบให้สามารถย่อยสลายได้เมื่อสัมผัสกับเอนไซม์เฉพาะ ซึ่งช่วยเร่งกระบวนการสลายตัวให้เร็วกว่าพลาสติกทั่วไปที่อาจใช้เวลาหลายร้อยปีในการย่อยสลายตามธรรมชาติ

1. หลักการทำงาน

พลาสติกที่สามารถย่อยสลายด้วยเอนไซม์มักมีโครงสร้างทางเคมีที่เหมาะสมต่อการแตกตัวด้วยปฏิกิริยาของเอนไซม์
เมื่อสัมผัสกับเอนไซม์ที่เหมาะสม เช่น PETase หรือ Cutinase เอนไซม์จะเข้าไปทำลายพันธะของพลาสติก ทำให้โพลิเมอร์แตกตัวเป็นมอนอเมอร์
จากนั้น จุลินทรีย์ในธรรมชาติสามารถนำมอนอเมอร์เหล่านี้ไปใช้เป็นพลังงาน และเปลี่ยนเป็นสารประกอบที่ปลอดภัยต่อสิ่งแวดล้อม เช่น น้ำ คาร์บอนไดออกไซด์ และชีวมวล

2. เอนไซม์ที่ใช้ในการย่อยสลายพลาสติก

งานวิจัยล่าสุด:
นักวิจัยสามารถปรับแต่งเอนไซม์ PETase และ MHETase ให้ทำงานได้รวดเร็วยิ่งขึ้น ซึ่งสามารถย่อยขวดพลาสติก PET ได้ในเวลาไม่กี่วัน แทนที่จะใช้เวลาหลายร้อยปี

3. ข้อดีของพลาสติกที่ย่อยสลายด้วยเอนไซม์

ย่อยสลายเร็วขึ้น – ลดระยะเวลาการสลายตัวของพลาสติกจากหลายร้อยปีเหลือเพียงไม่กี่วันหรือสัปดาห์
ลดปัญหาขยะพลาสติก – พลาสติกที่สามารถย่อยสลายได้ช่วยลดขยะที่สะสมในมหาสมุทรและหลุมฝังกลบ
ปลอดภัยต่อสิ่งแวดล้อม – ไม่มีสารพิษตกค้างในดินหรือแหล่งน้ำ
สามารถรีไซเคิลพลาสติกได้ดีขึ้น – กระบวนการรีไซเคิลที่ใช้เอนไซม์ช่วยให้ได้มอนอเมอร์ที่สะอาดและสามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้
ลดการพึ่งพาเชื้อเพลิงฟอสซิล – สามารถใช้ร่วมกับพลาสติกชีวภาพเพื่อลดการใช้พลาสติกจากปิโตรเคมี

4. การนำไปใช้ในอุตสาหกรรม

บรรจุภัณฑ์ที่ย่อยสลายได้ – ขวดน้ำพลาสติก ฟิล์มห่ออาหาร และถุงพลาสติกที่สามารถย่อยสลายได้
อุตสาหกรรมสิ่งทอ – เส้นใยโพลีเอสเตอร์ที่สามารถย่อยสลายได้เมื่อหมดอายุการใช้งาน
อุตสาหกรรมการแพทย์ – อุปกรณ์ใช้แล้วทิ้ง เช่น หน้ากากอนามัยและถุงมือ
อุตสาหกรรมยานยนต์ – การใช้พลาสติกที่สามารถย่อยสลายได้กับชิ้นส่วนรถยนต์

ตัวอย่าง:

• บริษัท Carbios จากฝรั่งเศส พัฒนาเอนไซม์ PETase เพื่อใช้ในกระบวนการรีไซเคิลพลาสติก PET

• นักวิจัยจาก University of Portsmouth พัฒนาเอนไซม์ PETase ที่สามารถย่อยขวดพลาสติกได้ในเวลาไม่กี่วัน

5. อนาคตของพลาสติกที่ย่อยสลายด้วยเอนไซม์

พัฒนาเอนไซม์ที่มีประสิทธิภาพสูงขึ้น – วิศวกรรมโปรตีนช่วยให้เอนไซม์ทำงานเร็วขึ้นและสามารถย่อยพลาสติกประเภทอื่น ๆ เช่น PE และ PP
การใช้เอนไซม์ในกระบวนการรีไซเคิลพลาสติกระดับอุตสาหกรรม – โรงงานรีไซเคิลอาจใช้เอนไซม์เพื่อแยกมอนอเมอร์ออกจากพลาสติกที่ใช้แล้ว
พัฒนาเอนไซม์ที่สามารถฝังอยู่ในพลาสติกตั้งแต่กระบวนการผลิต – เพื่อให้พลาสติกสามารถย่อยสลายตัวเองได้เมื่อหมดอายุการใช้งาน
สร้างระบบเศรษฐกิจหมุนเวียน (Circular Economy) – นวัตกรรมนี้ช่วยให้พลาสติกสามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้โดยไม่สูญเสียคุณภาพ

6. ข้อจำกัดและความท้าทาย

ต้นทุนการผลิตยังสูง – กระบวนการผลิตเอนไซม์ต้องการเทคโนโลยีขั้นสูง
ต้องมีสภาพแวดล้อมที่เหมาะสม – พลาสติกที่สามารถย่อยสลายด้วยเอนไซม์อาจต้องใช้ปัจจัยเฉพาะ เช่น อุณหภูมิและความชื้นที่เหมาะสม
ยังไม่สามารถใช้ได้กับพลาสติกทุกประเภท – ปัจจุบันเอนไซม์ที่พัฒนามาส่วนใหญ่ใช้กับ PET และโพลีเอสเตอร์เท่านั้น

7. บทสรุป

พลาสติกที่สามารถย่อยสลายด้วยเอนไซม์เป็นนวัตกรรมที่ช่วยลดปัญหาขยะพลาสติกได้อย่างมีประสิทธิภาพ โดยใช้เอนไซม์เฉพาะเพื่อเร่งการย่อยสลายของพลาสติกให้รวดเร็วขึ้น ซึ่งช่วยลดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม และสามารถนำไปใช้ในหลายอุตสาหกรรม เช่น บรรจุภัณฑ์ อุตสาหกรรมสิ่งทอ และเวชภัณฑ์

แม้ว่ายังมีความท้าทายเรื่องต้นทุนการผลิตและการใช้งานในวงกว้าง แต่นักวิทยาศาสตร์กำลังพัฒนาเทคโนโลยีใหม่ ๆ เพื่อทำให้พลาสติกประเภทนี้เป็นทางเลือกที่ยั่งยืนในอนาคต

“นวัตกรรมนี้อาจเป็นกุญแจสำคัญในการแก้ปัญหาขยะพลาสติกและสร้างโลกที่ยั่งยืนมากขึ้น!”