Courtesy of InterestingEngineering

Pengembangan Bioplastik Kuat dan Daur Ulang dari Enzim Inovatif di Amerika

Mengembangkan mekanisme produksi bioplastik yang kuat dan dapat didaur ulang dengan menggunakan enzim inovatif agar dapat menggantikan plastik berbasis minyak bumi serta memperkuat rantai pasokan domestik Amerika Serikat.

28 Agt 2025, 07.08 WIB

106 dibaca

Ikhtisar 15 Detik

Proyek ini berupaya menghasilkan bioplastik yang kuat dan dapat terurai dari bahan baku domestik.
Penggunaan enzim dalam biokatalisis dapat mempercepat produksi bioplastik tanpa menggunakan bahan kimia berbahaya.
Penelitian ini melibatkan kolaborasi antaruniversitas dan memberikan peluang pelatihan bagi mahasiswa.

Indiana, Amerika Serikat - Plastik yang banyak digunakan saat ini terbuat dari bahan berbasis minyak bumi yang sulit didaur ulang dan berdampak buruk pada lingkungan. Sampah plastik yang menumpuk di tempat pembuangan maupun habitat alami menjadi ancaman serius bagi satwa dan keberlanjutan. Hanya sekitar 10% plastik yang berhasil didaur ulang, sehingga diperlukan inovasi baru untuk mengurangi masalah ini secara signifikan.

Tim peneliti dari berbagai universitas dan industri di Amerika Serikat mendapatkan dana sebesar 7 juta dolar dari National Science Foundation untuk mengembangkan bioplastik baru berbahan baku domestik, seperti jagung dan limbah pertanian. Mereka berfokus pada polyhydroxyalkanoates (PHAs), jenis plastik yang biologis dan dapat terurai secara alami tapi selama ini kurang kuat dan stabil untuk pemakaian luas.

Proyek ini menggunakan enzim kompleks bernama polyketide synthases (PKSs) yang direkayasa menggunakan teknologi kecerdasan buatan dan deep learning agar dapat menghasilkan bioplastik dengan kekuatan mekanik dan tahan panas setara plastik biasa. Enzim juga akan dioptimalkan agar dapat diproduksi secara skala besar tanpa degradasi, sehingga cocok untuk manufaktur industri.

Kolaborasi multidisiplin meliputi Purdue University yang mengembangkan algoritma untuk memilih enzim, University of California yang merekayasa enzim lewat deep learning, Stanford University untuk menguji fungsi, dan UC Berkeley yang mengevaluasi sifat fisik serta potensi komersialisasi. Selain riset, program ini juga menyediakan pelatihan dan sumber terbuka bagi mahasiswa dan peneliti lain di bidang terkait.

Harapannya, bioplastik PHAs yang kuat dan bisa didaur ulang berkali-kali ini dapat menggantikan plastik berbasis minyak bumi, mengurangi dampak lingkungan, dan memperkuat ketahanan rantai pasokan bahan baku di Amerika Serikat. Ini bisa membuka jalan penggunaan bioplastik di berbagai industri dari kemasan hingga alat medis di masa depan.

Referensi:
[1] https://interestingengineering.com/innovation/u-s-crops-recyclable-bioplastics

Analisis Kami

"Pengembangan bioplastik PHAs yang kuat dan tahan panas sangat menjanjikan untuk mengatasi tantangan besar limbah plastik saat ini, tetapi kesuksesan komersialnya sangat bergantung pada kemampuan merekayasa enzim yang kompleks dengan efisiensi tinggi. Kolaborasi multidisiplin dan pendekatan teknologi canggih seperti deep learning memang tepat, namun prioritas kecepatan dan biaya produksi juga harus diperhatikan agar solusi ini benar-benar menguntungkan secara industri."

Analisis Ahli

Karthik Sankaranarayanan

"Dengan memodifikasi PKSs secara khusus, kami berharap dapat menciptakan bioplastik yang tidak hanya ramah lingkungan, namun juga setara dengan plastik konvensional dalam hal kekuatan dan daya tahan."

Emily Leproust

"Teknologi kami memungkinkan produksi skala besar untuk urutan DNA kompleks yang sebelumnya sulit dibuat, mendukung revolusi produksi bioplastik dari tahap riset ke manufaktur nyata."

Prediksi Kami

Dalam beberapa tahun ke depan, bioplastik dengan kekuatan dan stabilitas yang lebih baik akan mulai menggantikan plastik konvensional berbasis minyak bumi di berbagai industri, mempercepat transisi ke solusi ramah lingkungan dan mendukung ketahanan rantai pasokan domestik.

Pertanyaan Terkait

Apa tujuan utama dari proyek yang didanai NSF ini?

Tujuan utama proyek ini adalah mengembangkan enzim yang dapat mengubah biomaterial menjadi bioplastik yang dapat terurai dan dapat didaur ulang.

Siapa yang memimpin penelitian ini di Purdue University?

Penelitian ini dipimpin oleh Karthik Sankaranarayanan, seorang profesor asistensi di Purdue University.

Apa yang membuat bioplastik PHAs berbeda dari plastik konvensional?

Bioplastik PHAs dihasilkan dari bahan baku domestik dan dapat didaur ulang tanpa batas, sementara plastik konvensional umumnya berbasis petrochemical dan tidak dapat didaur ulang.

Apa tantangan yang dihadapi dalam rekayasa enzim untuk produksi bioplastik?

Tantangan dalam rekayasa enzim termasuk meningkatkan stabilitas enzim agar sesuai dengan proses industri untuk produksi bioplastik.

Bagaimana proyek ini dapat mempengaruhi rantai pasokan dan produksi di AS?

Proyek ini dapat memperkuat rantai pasokan dan produksi di AS dengan memanfaatkan bahan baku lokal dan mengurangi ketergantungan pada bahan baku impor.