پلی استر، با تولید سالانه حدود 82 میلیون متریک تن، یکی از پرکاربردترین پلیمرهای مصرفی در صنایع مختلف است. این پلیمر در صنعت نساجی و تولید پوشاک، تولید اقلام یکبار مصرف، پلاستیک‌ها، بسته‌بندی و سایر حوزه‌ها کاربرد فراوانی دارد. از میان این صنایع، حدود 54 درصد پلی استر تولیدی در صنعت نساجی مصرف می‌شود. از دلایل محبوبیت پلی استر می‌توان به قیمت پایین، در دسترس بودن، استحکام مناسب، تنوع در تولید گریدهای مختلف و فرآوری راحت اشاره کرد. اما یکی از بزرگترین چالش‌ها در مورد این پلیمر، مشکل تجزیه‌ناپذیری آن در محیط زیست است. علی‌رغم تلاش‌های متعدد برای بازیافت پلی استر از جمله استفاده از مواد شیمیایی مختلف و ماشین‌آلات برای جداسازی و بازیافت پوشاک پلی استری، این فرآیند به دلیل ترکیبات زیست‌محیطی مضر و نبود تجهیزات مکانیکی مناسب، هنوز به صورت گسترده اجرا نمی‌شود. به طوری که کمتر از 10 درصد از پلاستیک‌هایی که از دهه 1950 تاکنون تولید شده‌اند، بازیافت شده است.
در این راستا، محققان کمپانی BOTTLE و دانشگاه Portsmouth به دنبال توسعه تکنولوژی هستند که با استفاده از کمترین انرژی، کمترین هزینه و کمترین آسیب به محیط زیست، پلی استر را بازیافت کند (DOI: 10.1016/j.joule.2021.06.015). پیشنهاد این محققان برای دستیابی به این هدف، استفاده از آنزیم‌ها برای هیدرولیز پلی استر به واحدهای سازنده آن، یعنی ترفتالیک اسید و اتیلن گلایکول است.
آنزیم‌ها ساختارهای پروتئینی هستند که به عنوان کاتالیزورهای واکنش‌های زیستی عمل می‌کنند. مانند سایر کاتالیست‌ها، آنزیم‌ها در طول فرآیند مصرف نمی‌شوند و پس از واکنش به شکل اولیه خود باقی می‌مانند. این ترکیبات با کاهش انرژی فعال‌سازی، سرعت واکنش‌های شیمیایی را افزایش می‌دهند. از آنجا که آنزیم‌ها منشا زیستی دارند، به عنوان کاتالیست‌های بی‌ضرر برای محیط زیست شناخته می‌شوند و در بسیاری از صنایع استفاده می‌شوند. به عنوان مثال، در صنعت نساجی از آمیلاز برای آهارگیری، سلولاز برای رنگبری جین و لاکاز برای تصفیه پساب‌های نساجی استفاده می‌شود.
پژوهش‌های محققان این پروژه نشان داده که استفاده از آنزیم‌ها مصرف انرژی را تا حدود 69 تا 83 درصد کاهش می‌دهد و میزان گازهای گلخانه‌ای تولیدی با این روش، حدود 17 تا 43 درصد بر کیلوگرم ترفتالیک اسید کمتر است. برآوردها نشان می‌دهند که بازیافت پلاستیک می‌تواند تا 95 درصد اثرات زیست‌محیطی منفی را کاهش داده و بهبود قابل توجهی در شرایط اقتصادی کشورها ایجاد کند. زیرا علاوه بر بازگرداندن مواد به چرخه مصرف، نیاز به نیروی کار را افزایش داده و موجب کارآفرینی می‌شود.
یکی دیگر از مزایای استفاده از آنزیم‌ها برای بازیافت پلی استر، تولید مونومرهای اولیه این پلیمر است که می‌توان از آن‌ها در صنایع مختلف بهره برد. بنابراین، این روش نه تنها در بازیافت، بلکه در تولید مجدد مواد اولیه برای استفاده در سایر حوزه‌ها نیز مفید است.
