효소는 플라스틱에 특성을 추가합니다.

효소는 신체의 화학 반응을 촉진하고 높은 가공 온도로부터 플라스틱을 보호하는 경우 플라스틱에 기능을 추가할 수 있습니다.

효소는 생물학적 촉매입니다.

그들은 그렇지 않으면 더 오래 걸리거나 더 높은 온도가 필요한 신체의 화학 반응(예: 소화와 관련된 반응)을 유도합니다.

효소는 생물학적 촉매입니다.

그것은 소화와 관련된 것과 같은 신체의 화학 반응을 일으 킵니다.

그렇지 않으면 더 오래 걸리거나 더 높은 온도가 필요합니다.

효소는 또한 자가 세척, 곰팡이 또는 박테리아에 대한 저항성 또는 심지어 자가 분해(생분해성)와 같은 기능을 플라스틱에 추가할 수 있습니다.

그러나 효소는 열에 덜 민감합니다.

플라스틱은 일반적으로 고온에서 처리됩니다.

이것은 효소가 플라스틱에 통합되는 것을 어렵게 만들고, 효소는 자동 세척, 곰팡이 또는 박테리아에 대한 저항성 또는 심지어 자체 분해(생분해)와 같은 기능을 플라스틱에 추가할 수도 있습니다.

그러나 효소는 열에 덜 민감하며 플라스틱은 종종 고온에서 처리됩니다.

이로 인해 효소를 플라스틱에 통합하기가 어렵습니다.

이제 독일의 Fraunhofer Institute for Applied Polymer Research(IAP)의 과학자들은 효소의 기능을 방해하지 않고 이를 수행할 수 있는 방법을 찾았습니다.

그들의 목표는 이것을 산업 공정으로 바꾸는 것입니다.

이제 독일의 Fraunhofer Institute for Applied Polymer Research(IAP)의 과학자들은 효소의 기능을 방해하지 않고 이를 수행할 수 있는 방법을 찾았습니다.

그들의 목표는 이것을 산업 공정으로 변환하는 것입니다.

Fraunhofer IAP의 Biofunctionalized Materials and Glycol Biotechnology Division의 책임자인 Ruben Rosencrantz는 “우리는 실험실 규모로 생체 기능화된 플라스틱을 생산할 생각이 없습니다.

”라고 말합니다.

2009년에 시작된 연구 프로젝트가 절반 정도 진행되었습니다.

연구원들은 효소를 안정화하고 보호하기 위해 매우 다공성인 무기 지지체를 사용했습니다.

이 효소는 2018년에 시작된 연구 프로젝트의 약 절반을 차지하는 조직인 모공에 스스로를 삽입하여 캐리어에 결합합니다.

연구원들은 효소를 안정화하고 보호하기 위해 매우 다공성인 무기 지지체를 사용했습니다.

Rosencrantz는 “이것은 효소의 이동성을 제한하지만 활성 상태를 유지하고 더 높은 온도를 견딜 수 있습니다.

그러나 “두 개의 효소가 동일하지 않기 때문에” 각 효소에 대해 특별히 캐리어를 선택해야 하기 때문에 모든 경우에 하나의 접근 방식이 작동하지 않습니다.

이것은 “두 개의 효소가 동일하지 않기” 때문에 각 효소에 대해 캐리어를 특별히 선택해야 하기 때문입니다.

연구원들은 폴리에틸렌과 같은 기존의 석유 기반 플라스틱뿐만 아니라 바이오플라스틱에도 적용할 수 있는 공정을 개발했습니다.

표면에 안정화된 효소 적용 뿐만 아니라 벌크 플라스틱은 더 어렵고 오래 지속되며 표면이 마모되는 것을 방지합니다.

다운스트림 처리에서 최상의 결과를 얻으려면 안정화된 효소를 뜨거운 플라스틱 용융물에 빠르게 분산시켜야 하며 과도한 힘이나 고온에 노출되지 않아야 합니다.

연구원들은 바이오플라스틱은 물론 폴리에틸렌과 같은 전통적인 석유 기반 플라스틱에 적용할 수 있는 프로세스를 개발했습니다.

Wattsheide에 있는 바이오폴리머 처리를 위한 Fraunhofer IAP 파일럿 공장 책임자 Thomas Büsse: “이는 효소와 모든 프로세스를 사용합니다.

단계가 훨씬 쉬워집니다.

Schwarzheide에 있는 Fraunhofer IAP의 바이오폴리머 가공 파일럿 플랜트 책임자인 Thomas Büsse는 “플라스틱에 내장된 안정적인 효소는 이전보다 더 높은 열 부하를 견딜 수 있습니다.

이것은 효소와 모든 공정 단계를 더 쉽게 사용할 수 있도록 합니다.

”라고 말했습니다.

지금까지 연구원들은 주로 단백질을 분해하는 프로테아제라는 효소에 집중했습니다.

프로테아제가 내장된 플라스틱은 예를 들어 파이프 막힘을 방지하기 위해 자가 세척 효과를 가질 수 있습니다.

그러나 팀은 다른 효소도 테스트하고 있습니다.

enberg의 프로젝트 파트너는 플라스틱과 독성 물질을 분해하는 효소에 중점을 둡니다.

그들은 이 연구에 대한 특허 출원을 제출했고, 최초의 기능화된 입자와 필름이 생산되었으며, 연구원들은 이러한 제품에 포함된 효소가 여전히 활성 상태임을 확인했습니다.

그들은 연구에 대한 특허 출원을 제출했습니다.

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친환경 연구 한편, “친환경” 플라스틱에 대한 연구는 호황을 누리고 있습니다.

원유가 아닌 사탕수수로 만드는 브라스켐의 ‘그린 PE’ 등 바이오 기반 소재 외에도 생분해성·퇴비화 가능한 플라스틱에 대한 관심이 지속되고 있다.

이러한 재료는 종종(항상 그런 것은 아님) 지속 가능한 출처에서 만들어집니다.

한편, “친환경” 플라스틱에 대한 연구는 호황을 누리고 있습니다.

원유가 아닌 사탕수수로 만드는 브라스켐의 ‘그린 PE’ 등 바이오 기반 소재는 물론 생분해성·퇴비화 가능한 플라스틱에 대한 관심도 지속되고 있다.

이러한 재료는 종종(항상 그런 것은 아님) 지속 가능한 출처에서 만들어집니다.

그러나 생분해성 및 퇴비화 가능한 플라스틱은 일반적으로 “산업 퇴비화”와 같은 특정 조건에서만 분해됩니다.

즉, 이러한 물질이 환경이나 매립지에 버려지면 분해되지 않습니다.

그러나 생분해성 및 퇴비화 가능한 플라스틱은 일반적으로 “산업 퇴비화”와 같은 특정 조건에서만 분해됩니다.

즉, 재료가 환경이나 매립지에 버려지더라도 분해되지 않습니다.

그것이 우리가 플라스틱을 보다 효율적으로 분해하도록 엔지니어링하는 방법을 계속 연구하는 이유 중 하나입니다.

새로운 접근법 중 하나는 플라스틱 분자를 “소화”하는 효소를 사용하는 것입니다.

새로운 접근법 중 하나는 효소를 사용하여 플라스틱 분자를 “소화”하는 것입니다.

UC Berkeley 연구원들은 플라스틱이 더 빨리 분해되도록 효소를 플라스틱에 삽입하는 방법을 고안했습니다.

분해 속도를 높이기 위해 일반적으로 사용되는 생분해성 플라스틱인 폴리락트산(PLA)에 공정을 적용했습니다.

PLA로 만든 많은 품목은 생분해되지 않는 매립지에 버려진다고 Xu는 말했습니다.

PLA로 만든 많은 품목은 생분해되지 않는 매립지에 버려진다고 Xu는 말했습니다.

이 공정은 생성된 벌크 폴리머에 폴리에스터라제를 삽입하는 것을 포함합니다.

보호 폴리머 층은 필요할 때 효소가 휴면 상태를 유지하도록 합니다.

열과 물이 보호막을 분해한 다음 효소가 벌크 폴리머를 분해하기 시작합니다.

예를 들어, PLA는 퇴비의 토양 미생물에 영양분을 제공하는 젖산으로 분해됩니다.

이 공정에는 폴리에스테르를 분해할 수 있는 효소를 생성된 벌크 폴리머에 삽입하는 작업이 포함됩니다.

보호 폴리머 층은 효소가 필요할 때까지 휴면 상태를 유지하도록 합니다.

열과 물은 보호막을 분해하여 효소가 벌크 폴리머를 분해하기 시작할 수 있도록 합니다.

예를 들어 PLA는 젖산으로 분해되어 퇴비의 토양 미생물에 영양분을 공급할 수 있습니다.

대부분의 플라스틱과 함께 분해되는 보호 쉘은 RHP(Random heteropolymer)라는 분자 유형입니다.

이것은 4가지 유형의 모노머 서브유닛으로 구성되며, 각각은 특정 효소 표면의 화학 그룹과 상호 작용하도록 화학적으로 특성화됩니다.

그들은 플라스틱 중량의 1% 미만의 농도에서 UV 광선 아래에서 분해되며 문제가 되지 않을 만큼 충분히 낮다고 Xu는 말했습니다.

대부분의 플라스틱과 함께 분해되는 보호 쉘은 RHP(Random Heteropolymer)라는 분자입니다.

이것은 4가지 유형의 모노머 서브유닛으로 구성되며, 각각은 특정 효소 표면의 화학 그룹과 상호 작용하도록 화학적으로 특성화됩니다.

그들은 자외선 아래에서 분해되며 플라스틱 중량의 1% 미만의 농도로 존재합니다.

이 값은 문제가 되지 않을 만큼 충분히 낮습니다.

Nature 저널에 발표된 연구에서 팀은 수십억 개의 나노 입자를 플라스틱 입자에 삽입했습니다.

이 논문은 RHP 보호 효소가 약 170°C의 온도에서 여전히 섬유로 가공될 수 있는 플라스틱의 특성을 변경하지 않는다는 것을 보여줍니다.

Nature 저널에 발표된 연구에서 팀은 수십억 개의 나노 입자를 플라스틱 입자에 삽입했습니다.

이 논문은 RHP 보호 효소가 플라스틱의 특성을 변경하지 않는다는 것을 보여줍니다.

플라스틱은 여전히 ​​약 170°C의 온도에서 섬유로 가공될 수 있습니다.

“효소가 표면에만 존재한다면 매우 느리게 식각될 것입니다.

”라고 Xu는 말했습니다.

Xu는 “나노스케일의 모든 곳에 분포되어 각 분자가 인접한 폴리머를 먹고 전체 재료가 분해되기를 원합니다.

효소가 표면에만 존재하는 경우 매우 느리게 식각됩니다.

각 분자는 나노미터 스케일로 분포되어 있으며 인접한 폴리머를 먹고 싶어하므로 전체 재료가 분해됩니다.

물과 열 분해는 물과 열을 추가하면 발생합니다.

” 실온에서 변형된 PLA 섬유의 80%가 약 1주일 이내에 완전히 분해되었습니다.

공정은 더 높은 온도에서 더 빠릅니다.

산업 퇴비화 조건에서 수정된 PLA는 50°C에서 6일 이내에 분해됩니다.

또 다른 폴리에스테르인 PCL(폴리카프로락톤)은 40°C의 산업 퇴비화 조건에서 2일 이내에 분해됩니다.

PLA의 경우 Xu는 PLA를 젖산으로 전환시키는 proteinase K라는 효소를 삽입했습니다.

PCL의 경우 그녀는 리파아제를 사용합니다.

두 효소 모두 저렴하고 일반적입니다.

물과 열로 인해 분해될 수 있습니다.

실온에서 변형된 PLA 섬유의 80%가 약 1주일 이내에 완전히 분해되었습니다.

이 프로세스는 더 높은 온도에서 더 빠릅니다.

산업 퇴비화 조건에서 수정된 PLA는 50°C에서 6일 이내에 분해되었습니다.

또 다른 폴리에스테르인 폴리카프로락톤(PCL)은 산업 퇴비화 조건에서 40°C에서 2일 이내에 분해됩니다.

PLA에서 Xu는 PLA를 젖산으로 전환시키는 proteinase K라는 효소를 삽입했습니다.

PCL의 경우 그녀는 리파아제를 사용합니다.

두 효소 모두 저렴하고 일반적입니다.

Xu는 더 높은 온도가 보호된 효소를 더 이동성 있게 만들어 고분자 사슬의 끝을 빠르게 찾아 분해하고 다음 사슬로 이동할 수 있게 한다고 믿습니다.

RHP로 코팅된 효소는 또한 폴리머 사슬의 끝 근처에 결합하여 효소를 표적에 가깝게 유지하는 경향이 있습니다.

Xu는 더 높은 온도가 보호된 효소의 이동성을 증가시켜 폴리머 사슬의 끝을 빠르게 찾아 분리하고 다음 사슬로 이동할 수 있다고 믿습니다.

RHP의 캡슐화된 효소는 또한 폴리머 사슬의 끝 근처에 결합하는 경향이 있어 효소를 표적에 가깝게 유지한다고 Xu는 말했습니다.

개질된 폴리머는 낮은 온도나 짧은 습도에서 열화되지 않습니다.

폴리에스테르 셔츠는 땀에 강하며 적당한 온도에서 세탁할 수 있습니다.

상온의 물에 3개월 동안 담가도 플라스틱이 분해되지 않았습니다.

그러나 따뜻한 물(예: 뜨거운 수돗물)에 담그면 성능이 저하됩니다.

개질된 폴리머는 저온이나 단기간의 습한 조건에서 분해되지 않는다고 Xu는 말했습니다.

폴리에스테르 셔츠는 땀에 강하며 적당한 온도에서 세탁할 수 있습니다.

플라스틱은 실온에서 3개월 동안 물에 담가도 분해되지 않았습니다.

그러나 뜨거운 물과 같은 따뜻한 물에 담그면 성능이 저하됩니다.

플라스틱을 다시 녹이고 재활용해야 하는 경우에 유용할 수 있다고 그녀는 말했습니다.

Xu는 다른 유형의 폴리에스테르를 분해할 수 있는 RHP 포장 효소를 개발하고 있지만 특정 지점에서 분해를 멈추도록 프로그래밍할 수 있도록 RHP를 수정하고 있습니다.

플라스틱을 다시 녹이고 재활용해야 하는 경우에 유용할 수 있다고 그녀는 말했습니다.

또한 이 연구의 공동 저자 중 한 명인 전 UC 버클리 박사 과정 학생인 Aaron Hall은 재료를 추가로 개발하기 위해 회사를 분사했습니다.

이것은 효소가 생물학에 필수적이지만 새로운 플라스틱을 개발하는 데 점점 더 중요해지고 있음을 증명합니다.

효소가 플라스틱 개발에 점점 더 중요해지고 있다는 증거입니다.

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