Bu Enzimler, Yaygın Olarak Kullanılan Plastiklere Muhteşem Yeşil Üretim Alternatifleri Sunuyor
Fotoğraf : Katja Loos. Groningen Üniversitesi
Çoğu plastik gibi, giyim için şişe ve elyaf yapımında yaygın olarak kullanılan polietilen tereftalat (PET), petrol bazlı yapı taşlarından elde edilir. PET’e bir alternatif, biyo-bazlı furan moleküllerinden yapılabilir, ancak bu furanları polimerize etmek için toksik katalizörlere ve yüksek sıcaklıklara ihtiyacınız vardır. Bu günlerde, ChemSusChem’deki bir makalede, Hollanda’daki Groningen Üniversitesi’nden Polimer Kimya Profesörü Katja Loos liderliğindeki polimer kimyacıları, enzimleri kullanan alternatif bir polimerizasyon yöntemini tanımlamaktadır.
PET, gazlı içecek şişeleri yapmak için kullanılır, çünkü gazları içeride tutan mükemmel bariyer özelliklerine sahiptir. Loos, “Ancak furan bazlı polimerler için iyi bir alternatif.” Diyor. Dört karbon atomlu ve bir oksijen atomlu aromatik bir halka içeren furanlar, biyokütle türetilmiş şekerlerden yapılabilir ve daha sonra polietilen 2,5-furandikarboksilat (PEF) halinde polimerize edilebilir. Diğer ortak polyesterler de furanlardan oluşturulabilir ve çeşitli farklı özelliklere sahip plastiklerle sonuçlanabilir.
Loos, “Furanlar çoğunlukla enzimlerle üretilir” diye açıklıyor. “Fakat polimerizasyon için, son 70 yıldır PET üretiminde kullanılan işlemler aynı.” Bu işlemler toksik metal bazlı katalizörler ve yüksek sıcaklıklar gerektiriyor, bu da çok çevre dostu olmadıkları anlamına geliyor.
Bu nedenle Loos ve meslektaşları, enzimleri kullanan alternatif bir polimerizasyon yöntemini aramaya karar verdi. Loos, “Sonunda bunu yapacak ticari olarak satılan bir enzim bulduk” diyor.
Polimerler, furanları lineer monomerler, alifatik dioller veya diasidik etil esterler ile birleştirerek üretilir. Candida antarctica lipaz B (CALB) enzimi normalde ester bağlarını parçalar, ancak polimerizasyon bu bağların oluşturulmasını gerektirir. Bu, karşı sezgisel görünebilir, ancak öyle değil, Loos: “Enzimler denge reaksiyonlarını katalize eder ve bizlerde dengeyi basitçe ester bağlarının oluşumuna doğru ittik” diye açıklıyor.
Makalede, bilim adamları CALB ve birkaç furan ve lineer monomerin farklı ortak polyesterler oluşturmak için nasıl kullanıldığını açıklamaktadır. Aromatik birimlerin içeriğini artırarak, PET’in özelliklerini aşan bir polyester üretebildiler; bu, mevcut enzimatik polimerizasyon işleminin, mevcut katalitik polimerizasyona uygulanabilir bir alternatif olabileceğini öne sürdü.
“Deneylerimizde, fabrika ayarlarında istemediğiniz bir çözücü olarak eter kullandık. Ancak furanların erime noktası oldukça düşük olduğundan, enzimatik polimerleşmenin sıvı monomerlerde de çalışacağına eminiz, ”diyor Loos.
CALB enzimi ticari olarak temin edilebildiğinden, Loos, toksik katalizörlere ve yüksek sıcaklıklara olan ihtiyacı önlemek için daha önce hiç kimsenin onu kullanmayı denememesinin şaşırtıcı olduğunu düşünüyor. Loos’un sunabileceği tek açıklama polyester üretim hatlarının çoğunun, enzimatik bir alternatif yerine, bu klasik reaksiyonları kullanmaya yönelik olmasıdır. Ve bir üretim hattını değiştirmek pahalıdır. “Bununla birlikte, enzimatik polimerizasyon sürecimiz, PET’e yeşil alternatifler üzerinde çalışan yeni şirketler için ideal olacaktır” dedi.
Bu hikaye, Materials Today tarafından yapılan editoryal değişikliklerle, Groningen Üniversitesi’nden materyallerden uyarlanmıştır. Bu makalede ifade edilen görüşler mutlaka Elsevier’in görüşlerini temsil etmemektedir.
Kaynak: materialstoday.com
