זכוכית אקרילית ידידותית לסביבה עשויה מסוכר

מדענים מגרמניה גילו אנזים חדש אחראי למהפכה בייצור פלסטיקים

בעתיד, פולימתיל מתאקרילט (,Polymethyl methacrylate PMMA) – או בשמו המפורסם יותר זכוכית אקרילית – יוכל להיות מופק מחומרי-גלם טבעיים כגון סוכרים, כהלים או חומצות-שומן. בהשוואה לתהליכי ייצור כימיים קודמים, תהליכים ביוטכנולוגיים הינם הרבה יותר ידידותיים לסביבה.

זכוכית אקרילית (Acrylic glass) או בשמה המפורסם פלקסיגלס (Plexiglas) היא פלסטיק פולימרי סינתטי של המונומר הנקרא מתיל מתאקרילט. לזכוכית האקרילית שמות רבים נוספים כגון פולימתיל מתאקרילט, פרספקס, אקריליט, אקריפלסט וגם אקריליק. החומר פותח בשנת 1928 במספר מעבדות שונות ונכנס למעגל המכירות בשנת 1933 על ידי חברת רואם והס (Rohm and Hass). הוא משמש בעיקר כתחליף עמיד וקל-משקל לזכוכית – לדוגמא, במשקפי-מגן או בפנסים לכלי-רכב. יש לו שימושים רבים, בכללם – כרכיב בתותבות, צבעים ודבקים. הפלסטיק המתקבל הינו שברירי אומנם, אך עמיד מאוד לקרינה על-סגולה ולכן הוא חסין בפני פגעי מזג האוויר. כיום, בכדי להפיק ק”ג אחד של זכוכית אקרילית, צריך לזקק שני ק”ג של נפט. מומחים מעריכים כי הביקוש לחומר זה יצמח אפילו יותר בעתיד עבור שימושים בתאים פוטווולטאים.

מדענים מאוניברסיטת Duisburg-Essen והמרכז למחקר סביבתי ע”ש Helmholtz (UFZ) בגרמניה גילו אנזים שיוכל לשמש לייצור ביוטכנולוגי של חומר המוביל ליצירת החומר מתיל מתאקרילט. ד”ר Thore Rohwerder, האחראי למחקר, זכה להיות אחד משלושה מועמדים לפרס מחקרי מכובד של קרן אירופאית על תגליתו זו.

האנזים החדיש שנתגלה ע”י החוקר ועמיתיו קרוי “2-הידרוקסיאיזובוטיריל-קו-A- מוטאז” (2-hydroxyisobutyryl-CoA mutase) ומאפשר הפיכה של שרשרת בלתי-מסועפת של ארבעה פחמנים לצורתה המסועפת. תרכובות מסוג זה הינן קודמנים למונומרים. ההיבט המהפכני טמון בעובדה כי אנזים זה, באמצעות הטמעתו לתוך מיקרואורגניזמים מתאימים, מסוגל להמיר גם סוכרים וחומרי-טבע אחרים לתוצרים הרצויים. עד עתה, הדרך היחידה ליצירת קודמן זה – “2-הידרוקסיאיזובוטיראט” (2-HIBA) הייתה באמצעות תהליך כימי לחלוטין המבוסס על חומרי-גלם פטרוכימיים.

תעשיית הכימיקלים העולמית מחפשת תהליכים ביולוגיים מתאימים, כך שבעתיד ניתן יהיה להשתמש גם בחומרי-גלם מתחדשים להכנה של המונומר הרצוי. המוטאז שהוצג לעיל מספק את הפתרון: אנזים המעביר קבוצה פונקציונאלית מעמדה אחת לאחרת באותה התרכובת. החוקרים גילו את האנזים החדש בתוך זן חיידק חדיש, זן שהתגלה במהלך החיפוש שלהם אחר חיידק שיוכל לפרק את החומר המזהם מתיל בוטיל שלישוני אתר (MTBE, methyl tertiary butyl ether).

החשיבות התעשייתית של תגלית זו טמונה בעובדה כי המומחים צופים כי עד עשרה אחוזים מהצריכה הנוכחית של חומר זה יוכלו להיות מופקים באמצעים ביוטכנולוגיים. השוק העולמי של חומר זה מוערך בשלושה מיליוני טונות או בארבעה מיליוני אירו. מעריכים כי תידרש תקופה של ארבע שנים להקמת מערכת ביולוגית שתתפקד בסופה כתהליך טכנולוגי (מתקן ניסיוני). סביר להניח כי תוך עשר שנים יתאפשר תהליך טכנולוגי בעל מחזור כספי של 150-400 מיליון אירו.

הידיעה של מכון המחקר