Membuat Plastik Lebih Dapat Didaur Ulang Melalui Proses Kimia dan Biologis
Dari botol minuman hingga bumper mobil hingga perpipaan, elektronik, dan kemasan, plastik telah menjadi bagian hidup kita di mana-mana. Kemajuan bahan telah membuat plastik berbiaya rendah, fleksibel, higienis, ringan, tahan lama, dan mudah didapat. Sementara beberapa plastik dapat didaur ulang, hanya sebagian kecil, sekitar 8,4% secara nasional pada tahun 2017, menurut Badan Perlindungan Lingkungan - yang didaur ulang. Sebagian besar menumpuk di tempat pembuangan sampah dan lautan kita.
Untuk membantu mengatasi masalah ini, para peneliti di Laboratorium Nasional Oak Ridge Departemen Energi bergabung dengan Teknologi Bio-Optimized untuk mencegah Termoplastik keluar dari Tempat Pembuangan Akhir dan Lingkungan, atau BOTOL, Konsorsium.
Bekerja sama dengan laboratorium nasional lainnya, ilmuwan ORNL akan mendukung pengembangan plastik baru yang dapat didaur ulang dengan desain dan menyesuaikan mikroba serta proses untuk memecah plastik saat ini menjadi bahan penyusun kimia yang dapat digunakan untuk membuat produk bernilai lebih tinggi.
Upaya ini secara bersamaan bertujuan untuk mengurangi limbah di tempat pembuangan sampah dan menumbuhkan bioekonomi bangsa melalui pembangkitan bahan kimia berharga yang terbarukan.
Baca juga: Perjalanan Panjang Kriminal Dr. Faucy.
“Polusi plastik ditemukan pada dasarnya di mana-mana peneliti mencarinya,” kata Greg Beckham, seorang peneliti senior di National Renewable Energy Laboratory dan memimpin BOTTLE Consortium. “Selain terakumulasi di tempat pembuangan sampah dan menciptakan tambalan sampah di lautan kita, penelitian terbaru menunjukkan bahwa partikel mikroplastik terakumulasi di daerah belantara kita dengan kecepatan yang mengkhawatirkan - lebih dari 1.000 metrik ton per tahun jatuh karena angin dan hujan di daerah terpencil di Western United Serikat. "
“Keuntungan terbesar konsorsium adalah semangat yang dimiliki setiap mitra dalam bekerja sama untuk tujuan bersama dalam memecahkan salah satu masalah lingkungan terbesar dunia,” tambahnya.
Tim BOTTLE akan bekerja sama untuk mengembangkan teknologi baru, selektif, dan skalabel untuk mendekonstruksi barang plastik masa kini menggunakan kombinasi proses kimia dan biologi. Bahan mentah yang telah didekonstruksi kemudian dapat didaur ulang menjadi bahan yang bernilai lebih tinggi atau digunakan untuk membuat barang plastik baru yang dirancang untuk memfasilitasi daur ulang.
Adam Guss dari ORNL memimpin upaya yang berfokus pada cara biologis untuk mendaur ulang sampah plastik menjadi bahan kimia baru dan lebih berharga. Guss, seorang insinyur genetik dan metabolisme di Divisi Biosains, sedang mengembangkan alat baru untuk memodifikasi mikroba non-model, yaitu organisme yang sulit untuk tumbuh di laboratorium dan tidak dipelajari dengan baik seperti mikroba model seperti E. coli dan ragi.
Baru-baru ini, dia memimpin tim ORNL yang memodifikasi satu mikroba untuk secara bersamaan mengkonsumsi lima komponen biomassa lignoselulosa yang paling melimpah, sebuah langkah signifikan menuju proses konversi biokimia yang hemat biaya untuk mengubah tanaman menjadi bahan bakar dan bahan kimia terbarukan.
Guss sangat antusias dalam menerapkan alat dan metode serupa untuk merekayasa mikroba ke plastik daur ulang.
“Mikroorganisme di lingkungan memiliki susunan gen dan jalur metabolisme yang menakjubkan yang bisa sangat berguna untuk mengubah plastik menjadi bahan kimia baru, tetapi banyak dari organisme ini belum ditemukan,” kata Guss. "Dengan menemukan organisme ini dan menemukan gen yang terlibat, kami dapat merancang mikroba untuk mengubah limbah plastik kompleks menjadi bahan kimia industri baru."
Guss dan kolaborator sekarang mengisolasi bakteri dari tanah, kompos, dan lingkungan lain yang dapat tumbuh pada plastik yang sudah didekonstruksi. Dengan pemahaman yang lebih baik tentang mikroba target dan jalur metabolisme yang ada, Guss dan kolaboratornya dapat meningkatkan efisiensi organisme dalam mengonsumsi plastik dan mengubahnya menjadi molekul baru. Proses biologis ini dapat menciptakan komponen kimia yang diperlukan untuk menghasilkan plastik generasi berikutnya yang mudah didaur ulang.
“Meskipun plastik sangat penting untuk kehidupan modern, sampah plastik saat ini dapat bertahan selama berabad-abad di biosfer,” kata Beckham. “Tindakan mendesak dalam skala global akan diperlukan untuk membendung gelombang pasang plastik yang masuk ke tempat pembuangan sampah dan alam. Mengatasi tantangan ini adalah inti dari misi BOTTLE. ”
BOTTLE termasuk peneliti dari National Renewable Energy Laboratory, ORNL, Argonne National Laboratory, Los Alamos National Laboratory dan SLAC National Accelerator Laboratory; Universitas Negeri Colorado, Institut Teknologi Massachusette, Universitas Negeri Montana, Universitas Northwestern, dan Universitas Portsmouth.
Upaya ini merupakan komponen penting dari Tantangan Inovasi Plastik DOE, yang dirancang untuk mempercepat inovasi dalam teknologi daur ulang plastik hemat energi pada tahun 2030. Penelitian ini didanai oleh Kantor DOE Bioenergy Technologies dan Kantor Manufaktur Tingkat Lanjut di dalam Kantor Efisiensi Energi dan Energi Terbarukan.
