W najświeższym iMagazine znajdziecie mój materiał o tym, jak AI faktycznie może się przydać w przyszłych terapiach nowotworowych. Tym razem inna rzecz, ale ponownie dowód na to, iż AI może być czymś więcej niż breją bzdurnych klipów w social mediach…
O co chodzi? Otóż naukowcy stworzyli całkowicie nowy enzym zdolny do rozkładania poliuretanu – jednego z najpopularniejszych i najtrudniejszych do recyklingu tworzyw sztucznych, używanego m.in. w podeszwach butów, gąbkach i materiałach izolacyjnych. Co najważniejsze, enzym ten nie został znaleziony w naturze, ale zaprojektowany od zera przez sztuczną inteligencję. W testach okazał się 450 razy bardziej aktywny niż najlepszy znany dotąd naturalny enzym rozkładający to tworzywo.
Problem z poliuretanem jest ogromny – tylko w 2024 roku wyprodukowaliśmy go 22 miliony ton. Jego skomplikowana struktura chemiczna (obszerne, usieciowane łańcuchy) sprawia, iż jest niezwykle odporny na degradację. Dotychczasowe metody chemiczne wymagały wysokich temperatur i pozostawiały po sobie toksyczną mieszankę, którą najczęściej trzeba było spalać jako odpad niebezpieczny.
Zespół badawczy z Chin, próbując znaleźć lepsze rozwiązanie, najpierw przetestował wszystkie 15 znanych enzymów zdolnych do rozkładania poliuretanu. Wyniki były słabe. Naukowcy postanowili więc „nauczyć” sieć neuronową (AI), jak powinien wyglądać idealny enzym. Wykorzystali do tego narzędzie o nazwie Pythia-Pocket, które potrafi przewidzieć, jak białko się złoży i czy będzie stabilne.
Stworzone przez nich oprogramowanie (nazwane GRASE) przeanalizowało miliony potencjalnych struktur białkowych, szukając idealnego balansu między stabilnością a aktywnością katalityczną. Wyniki były spektakularne. Z 24 najlepiej ocenionych przez AI projektów, aż 21 wykazywało jakąkolwiek aktywność, a osiem było lepszych niż dotychczasowy naturalny „rekordzista”. Najlepszy z nich był 30-krotnie bardziej aktywny.
Prawdziwy przełom nastąpił, gdy nowy enzym połączono z dotychczasową, nieefektywną metodą chemiczną (z glikolem dietylenowym) i podgrzano mieszaninę do zaledwie 50°C. W tych warunkach zaprojektowany przez AI enzym stał się 450 razy bardziej aktywny niż najlepszy enzym naturalny. Co kluczowe, enzym był na tyle stabilny, iż można go było użyć jeszcze dwukrotnie, zanim zaczął tracić adekwatności.
To nie tylko sukces laboratoryjny. Zespół z powodzeniem przeskalował proces do poziomu kilogramowego, uzyskując ponad 95% rozkładu. Najważniejsze jest jednak to, iż produktem końcowym tego procesu nie są odpady, ale czyste, podstawowe „bloki budulcowe”, z których poliuretan został pierwotnie zrobiony. Oznacza to, iż można je zebrać i użyć do produkcji zupełnie nowej pianki, tworząc w pełni zamknięty obieg recyklingu.
iMagazine 11/2025 – M5
Jeśli artykuł Sztuczna inteligencja zaprojektowała enzym, który zjada trudny plastik. Jest 450 razy szybszy niż natura nie wygląda prawidłowo w Twoim czytniku RSS, to zobacz go na iMagazine.
