Вјештачка интелигенција дизајнира ензиме који могу “јести” пластични отпад

Супстанца је направљена од текстила и постиндустријског отпада који је требало да заврши на депонији, али ће бити уситњена да би се створила највећа могућа површина.

Материјал ће постати „храна” за ензим створен уз помоћ вјештачке интелигенције (АИ), коју је креирао стартап Протеин еволушн . Компанија жели да користи вјештачку интелигенцију за стварање нових ензима који могу да разбију пластику и текстил направљен од пластике.

„Сада ћемо ово бацити ајкулама“, шали се главни технолошки директор Џеј Кониецка стојећи у лабораторијском мантилу поред реактора ензима и воде. Материјал који ће бити створен у процесу, који компанија назива Бајопјур , требало би да буде исти као и полиестер добијен из нафте, а на исти начин би требало да се може користити и у тканинама. Протеин еволушн се нада да ће овај процес омогућити потпуну рециклажу старе одјеће, чаршава и других тканина.

Свијет има озбиљан проблем са пластиком: 460 милиона тона се производи широм свијета сваке године, а тај број само расте како купујемо нове ствари. Само девет одсто пластике се заправо рециклира, показују подаци Организације за економску сарадњу и развој (ОЕЦД). Остатак завршава на депонијама или спалионицама, а управо то је проблем који суоснивач стартапа Џонатан Ротберг  жели да ријеши. „Морате да рециклирате оних 91 одсто које људи не рециклирају, то смеће, мијешане ствари, а не савршено чисте, опране флаше за воду“, каже Ротберг, серијски проналазач и предузетник који је стекао име измишљањем и комерцијализацијом брзог секвенцирања ДНК.

Управо у ових 91 одсто научници виде потенцијал за такозвану биолошку рециклажу: коришћење ензима за брзо разлагање пластике, при чему се не ствара микропластика нити се материјал уништава. Међутим, број ензима који би могли да „поједу” пластику већи је од броја атома у познатом универзуму, због чега истраживачи нису успјели да направе конкретан напредак.

Овдје долази до изражаја вјештачка интелигенција. „У посљедњих пет година, свијет ензима и инжењеринга је експлодирао због вјештачке интелигенције“, каже Кониецка. АИ модел стартапа укључује јавно доступне податке о десетинама хиљада протеина који му помажу да створи хиљаде секвенци аминокиселина које представљају нове ензиме. Протеин еволушн затим користи алгоритме, укључујући АлпхаФолд АИ систем који је развио Гугл ДипМајнд , да предвиди структуру протеина из секвенце аминокиселина и тестира оне који изгледају обећавајуће.

Када је компанија почела, већина нових ензима које је АИ модел предложио били су „смеће“, каже Кониецка, али је модел постао бољи јер је тим укључио нове информације о томе шта је функционисало, а шта није.

Кониецка вјерује да може да настави да прилагођава дизајн тако да ензими могу да раде свој посао брже или на нижим температурама, што би цио процес учинило ефикаснијим и јефтинијим. „Од првог дана водимо рачуна о трошковима“, каже Конор Лин  суоснивач компаније који управља пословањем.

Наоружан са 25 милиона долара финансирања и плановима да прикупи још најмање толико ове године, трогодишњи стартап се припрема да изгради пилот постројење које би могло да производи 300 тона рециклиране пластике годишње од 2025. године. Након тога желе да до 2028. године изграде комерцијалну фабрику капацитета 50.000 тона годишње.

“Морате рециклирати оних 91 посто што људи не рециклирају, то смеће, мијешане ствари, а не савршено чисте, испране боце за воду”

Протеин еволушн није једина компанија која покушава да биолошко рециклирање постане стварност. Француска компанија Царбиос чијим се дионицама тргује на берзи, чија је вриједност око 400 милиона долара, прошле недјеље је почела изградњу фабрике за био-рециклажу ПЕТ амбалаже у близини границе са Белгијом. Фабрика ће имати капацитет да рециклира 50.000 тона пластике годишње. Брејкинг (Бреакинг), компанија која се ослања на микроталасну пећницу Кс-32 која „жваће и једе“ пластику, недавно је основала стартап Колосал бајосајенсис , чији су суоснивачи генетичар са Харварда Џорџ Черч (Георге Цхурцх) и предузетник Бен Ламм, најпознатији по потпуно другачијем настојању: оживљавању вунастих мамута. „Мислимо да је ово егзистенцијални проблем, хиљаду компанија би требало да ради на томе“, рекао је Ламм о рециклирању пластике.

Све ове компаније су тек на почетку, а повећање производње носи своје ризике. Данас, Протеин еволушн генерише веома мали приход од уговора са неколицином потрошачких брендова, укључујући британску дизајнерку Стелу Мекартни Да би достигао ниво комерцијализације, Протеин еволушн ће морати да изгради фабрику капацитета 50.000 тона, да се укључи у ланац одлагања пластичног отпада да би набавио или купио довољно материјала за рециклажу, и да истовремено задржи трошкове довољно ниске да брендови заиста желе купити њихов полиестер.

„Не би требало да постоји разлог зашто ова технологија не ради и не расте. Користимо ензимску технологију у многим другим индустријским процесима,” каже Ричард Вилчовски , виши аналитичар улагања за текстил у Планет трекеру (Планет Трацкер). Ензими се користе у производњи лекова и пречишћавању отпадних вода. „Право питање за мене је увијек питање трошкова.“

Лин очекује да ће годишњи приход од пилот фабрике достићи милионе сљедеће године, а први комерцијални објекат ће достићи 100 милиона долара прихода убрзо након отварања. „Не можете решити климатски проблем, без рјешавања проблема пластике“, каже он.

Докази да ензими могу разградити пластику стари су неколико деценија. Истраживачки тим из Јапана објавио је 2016. године истраживачки рад који показује како ензим назван „ПЕТасе“ може „жвакати“ ПЕТ боце. Међутим, природа га није направила за пластику и морала би да разгради тај материјал много брже да би направила било какву разлику у проблему пластичног отпада. Међутим, ако се може развити прави ензим, то би било идеално за решавање проблема пластике којој су потребне стотине година да се природно разгради, а чак и тада се само претвори у све мању и мању микропластику.

Ротберг је схватио да би пластика могла да буде идеална мета за развој нових ензима уз помоћ вјештачке интелигенције након што је упознао Лудвика Лајблера , физичара у школи ЕСПЦИ  који деценијама проучава понашање пластике. Тим је радио на стварању ензима који могу да разбију полимере на њихове саставне дјелове, мономере, како би омогућили рециклирање.

„Лудвик ми је рекао: ‘Види, не ради се само о једењу пластике’“, каже Ротберг. „Пластика није припремљена за то, не дозвољава ензимима да се приближе било чему. Прво морате да отворите пластику, а тек онда можете да примијените своју ензимску технологију“.

У октобру 2021. Ротберг и Лин су покренули Протеин еволушн са фокусом на рециклирање пластике, а затим су кренули да дизајнирају ензиме уз помоћ вјештачке интелигенције која вртоглавом брзином провјерава невјероватну моћ потенцијалних једињења.

„Комбинација вјештачке интелигенције и биолошког инжењеринга омогућила им је брз напредак“, каже Софи Бакалар , инвеститор у Колаборатив фонду који је анализирао неколико компанија за рециклажу пластике прије него што се одлучио за Протеин еволушн. „АИ је тренутно веома врућа тема, али они од почетка раде на томе да је користе. Ово није компанија која само ускаче у нешто што је у тренду.”

Да би илустровао свој процес био-рециклирања, Протеин еволушн је удружио снаге са дизајнерком Стелом Макартни, шаљући јој рециклиране материјале направљене од најгорих комада пластике које су могли да пронађу: индустријске траке које се користе за причвршћивање контејнера на теретним бродовима. Током прошлогодишњег самита ЦОП 28 у Дубаију, Макартни је показала лепршаву беж јакну направљену управо од тих материјала: то је био први комад одјеће икада направљен коришћењем био-рециклирања

Иако је јакна била само за показивање, Мекартни – дугогодишњи заговорник одрживе моде – рекла је за Форбс да жели да користи материјале компаније у својој конфекцији и веганским додацима. „Рјешења као што је Протеин еволушн су будућност моде – она у којој можемо да трансформишемо отпад кроз кружне процесе и рециклажу и креирамо пожељне луксузне производе без употребе нових материјала“, каже она.

Мекартни, такође специјална савјетница гиганта ЛВМХ за одрживост, каже да промовише материјале конгломерату и његовом предсједнику Бернару Арноу– најбогатијем човјеку у свијету. „Надам се да ће наставити да слиједе концепте одрживости“, додаје он.

Уз Стелу Мекартни, Протеин еволушн је до сада потписао развојне уговоре са пет модних брендова, каже Лин, иако је одбио да их именује, позивајући се на уговоре о повјерљивости. Сада имају веома кратке рокове за комерцијализацију. Лин се нада да ће добити владине субвенције за изградњу новог објекта и вјерује да ће федерални подстицаји (као што је забрана слања текстила на депоније у Масачусетсу) пружити одређену мотивацију повећањем потражње за рециклираном пластиком. Он додаје да би компанија требало да буде у могућности да производи рециклирани полиестер по приближно истој цијени као и нови полиестер, направљен од нафте.

„Ништа неће функционисати све док нема исту цијену као оно што покушавате да замијените“, каже Ротберг. „Процеси које развијају сада су конкурентни новој пластици, а постаће још конкурентнији ако буде ратова и цијена нафте оде у небо. Мислим да у случају да цијена нафте пређе 80 долара по барелу (као што је данас), нисмо само једнаки – ми смо бољи“.

Тифани Хуа  аналитичарка у Лакс рисрчу (Луx Ресеарцх) која прати текстил и њихову рециклажу, каже да ензимска рециклажа има много обећања, али упозорава да је то иновација која је још у раној фази, а Протеин еволушн ће почети да се суочава са великим питањима након изградње фабрике. „Сматрам то као изузетно амбициозан пројекат“, каже она. „Долази до много прилагођавања индустријских процеса, а све постаје још компликованије са овим процесима биолошке рециклаже“.

У дужем року, Лин жели да узме замах изван свијета моде и ради на рециклажи других синтетичких материјала осим полиестера, као што је најлон или чак тканине пресвучене такозваним „трајним хемикалијама“ (ПФАС). „Полиестер је свуда“, каже он. „Продор у јефтину одјећу и алтернативну употребу полиестера и тепиха је област од интереса за нас, као и паковања“.

Протеин еволушн разматра још један, потенцијално још већи циљ: коришћење ензима за развој потпуно нове врсте пластике која би се сама разграђивала. Овако нешто је свети грал за све оне који брину о животној средини.

„Једном када одвојите ПЕТ на његове основне елементе, можете ли их поново саставити као ПЕТ? Да, апсолутно. Али можете ли их саставити у нешто ново, нешто са новим функцијама и апликацијама? Наравно да можете“, каже Пол Анастас (Паул Анастас), професор хемије на Јејлу који је научни савјетник компаније. „Ово није само питање раздвајања саставних дјелова и њиховог поновног састављања на исти начин. Овде говоримо о могућности потенцијалног претварања лоше пластике у добру пластику“, преноси РТЦГ.

Пратите нас на нашој Фејсбук и Инстаграм страници и Твитер налогу.