Enzymer æder sig ind på plastkrisen

Professor Daniel Otzen står bag åbningen af et center for plastikforskning ved Aarhus Univeritet. Her kommer enzymers egenskaber som nedbrydende molekyler i spil som en del af løsningen på hvordan, man kan dæmme op for de store globale plastmængder. 57 millioner kroner fra Novo Nordisk Fondens Challenge Programme er med til at realisere projektet

Hård plast er en presserende trussel mod det globale samfund. Hvert år produceres 300 millioner tons plastik på verdensplan, men materialet er svært at nedbryde, og det er et stort problem, mener professor Daniel Otzen fra Interdisciplinært Nanoscience Center (iNANO) ved Aarhus Universitet.

- Verden er ved at drukne i plastik, og vi ved ikke, hvordan vi skal håndtere plastikkrisen. Verden producerer så meget plastik, at vi ikke kan følge med og gøre noget ved det. Plastikken hober sig simpelthen op, og vi er nødt til at få styr på problemet, siger Daniel Otzen.

Professoren får nu chancen for at bidrage med løsninger, for Novo Nordisk Fonden har hørt hans opfordring og bevilger 57 millioner kroner til et nyt center ved Aarhus Universitet med navnet “Center for enzymatic deconstruction of thermoset plastics for a sustainable society (En’Zync)”.

Plastikforskning bliver sindstilstand mere end et projekt
Plastik er et relativt nyt materiale med cirka 60 år på bagen, men trods den korte levetid har det fået en stor rolle i samfundet, fordi det er et stærkt materiale, der er svært at nedbryde.

Plastik består af lange kæder af molekyler, og når de kædes på kryds og tværs, bliver de stærkere og stærkere, men de bliver også svære at nedbryde. I dag bliver brugt plastik typisk brændt, gravet ned eller smidt i havet. 

- Det er alvorligt, at vi ikke kan håndtere den mængde plast, der er i verden i dag, og det er i planetens interesse at få løst plastikkrisen. Videnskaben kan bidrage med at finde løsninger, og for mig er det næsten terapeutisk at kunne bidrage til at løse en så stor, global udfordring, siger Daniel Otzen.

Sammen med kollegaer fra både Danmark og Portugal vil professoren forsøge at finde skånsomme metoder til at nedbryde plastik, og det bliver mere end blot et projekt på arbejdet, tror han.

- Centret bliver en game-changer for de deltagende forskeres egne aktiviteter, og vi håber selvfølgelig, at vi kan gøre en væsentlig forskel inden for plastikforskning. Vi kommer til at bruge rigtig meget tid på at forstå materialet og finde løsninger. Det er både et meget vigtigt og et meget ambitiøst projekt, og det bliver nærmere en sindstilstand frem for et projekt for os, siger professoren med et smil. 

Plastikglade enzymer er nøglen
Første skridt på vejen mod en løsning er at finde enzymer, der kan nedbryde plastik. Enzymer er molekyler, der blandt andet findes i levende mekanismer, hvor de kan skubbe til processer som genopbygning og nedbrydning.

Nogle typer af plastik har bindinger, som minder om naturlige bindinger, der også findes i for eksempel fedtstoffer og proteiner, og der findes allerede enzymer, der kan nedbryde fedtstoffer og proteiner, og som er udviklet naturligt til at kunne nedbryde visse typer plastik.

Derfor tror Daniel Otzen på, at enzymerne kan være nøglen til at løse plastikkrisen. 

En’Zync kommer til at udvikle metoder til at lede efter enzymerne, hvor enzymerne bliver fodret med substrater, der minder om plastik.

Substraterne bliver farvede, når de nedbrydes af enzymer, og de enzymer, som bliver fundet på den måde, bliver udsat for mere og mere plastikagtige substrater, således at forskerne kan være sikre på, at de er værd at satse på. 

- Billedligt talt starter vi med at kaste et stort net ud for at fange en masse enzymer. Nogle af enzymerne har måske kun en svag tendens til at kunne nedbryde plastikken, og så indsnævrer vi feltet, indtil vi har de mest effektive plastikædende enzymer tilbage.

- På den måde vil vi også finde ud af, hvilket potentiale naturen har for at nedbryde enzymer og plastik, forklarer Daniel Otzen. 

Når enzymerne er fundet, vil forskerne blive klogere på, hvordan nedbrydningen af plastik foregår på molekylært niveau, og hvordan enzymerne binder til plastikken.

Nedbrydningen vil finde sted både i fysiske forsøg og i simuleringer på computere, for det er nødvendigt med data fra simuleringer for at forstå processen i de fysiske forsøg til bunds. 

Anerkendelse: Ambitiøs forskning
Novo Nordisk Fonden uddeler i alt 337 millioner kroner i deres Challenge Programme til ambitiøse projekter, der kan hjælpe med at løse samfundets store udfordringer, og Daniel Otzen er en ud af bare seks erfarne forskere, der modtager en Novo Nordisk Foundation Challenge Programme-bevilling i år. 

- Det er en enestående og kæmpe anerkendelse fra fonden. Det gør virkelig en forskel, både for plastikforskningen, som er relativ ny, og for det globale samfund. Vi skal have løst plastikkrisen og finde ud af, hvordan vi kan hjælpe med at rydde op efter os selv, og med bevillingen her kan vi skabe løsninger med muligheder, siger Daniel Otzen.

De 57 millioner kroner, han modtager til “Center for enzymatic deconstruction of thermoset plastics for a sustainable society”, skal dække forskningsprojektet i seks år, og professoren håber på at centrets forskning kan inspirere andre forskere, der arbejder med plastikkrisen, til samarbejde.

-hawin