Bekæmpelse af mikroplastik: 'Du kan ikke filtrere havet – det er for stort', men NCSU-forsker har en idé

Udgivelsesdato: 23. oktober 2020

RALEIGH – Små partikler af plastik, kaldet mikroplastik, udgør en lang række miljøproblemer i marine økosystemer og ud over. Nyere forskning har fundet ud af, at disse mikroplast er findes flere steder, og i større mængder, end nogen havde regnet med. Nu arbejder forskere fra NC State og Cornell på at udvikle et selvbærende system, der bruger mikroplastik til at fange mere mikroplast.

"Du kan ikke filtrere havet – det er for stort," siger Carol Hall, hovedforsker (PI) for forskningsinitiativet. ”Problemets omfang betyder, at vi skal udvikle revolutionerende nye metoder til at fjerne mikroplast fra havvand. Så det er vores mål." Hall er Camille Dreyfus Distinguished University Professor of Chemical and Biomolecular Engineering ved NC State og leder projektet sammen med Nicholas Abbott, Tisch University Professor i Chemical and Biomolecular Engineering ved Cornell.

Den store idé er at skabe et cirkulært system. Udgangspunktet ville involvere at skabe "mikrorensningspartikler", som mikroplastik ville holde sig til, sandsynligvis ved at bruge peptider designet af Hall-gruppen og såkaldte "bløde dendritiske materialer" pioneret af Orlin Velevs laboratorium. Velev er en co-PI på projektet og S. Frank og Doris Culberson Distinguished Professor of Chemical and Biomolecular Engineering ved NC State.

"Ideen er, at disse mikrorensende partikler ville gribe mikroplastikken, falde sammen i sig selv og derefter flyde til overfladen - hvor du kunne samle dem op," siger Velev.

De mikrorensende partikler og mikroplastik ville derefter blive tilført en bioreaktor, som ville nedbryde mikroplastikken og bruge de resulterende biprodukter til at skabe nye mikrorensende partikler (og muligvis andre nyttige materialer).

Hvordan ville det fungere?

"Forskersamfundet har allerede identificeret mikroorganismer, der er i stand til at nedbryde plastik til forskellige biprodukter," siger Nathan Crook, en co-PI på projektet og assisterende professor i kemisk og biomolekylær teknik ved NC State. "Vi planlægger at bygge videre på den viden og modificere en marin mikroorganisme for at nedbryde plast.

”Vi vil i det mindste gerne have, at mikroorganismen kan bruge plastikken som energikilde, så den kan vokse og formere sig – for det ville i det mindste omdanne plastikken til noget biologisk nedbrydeligt. Men vi planlægger at modificere den marine mikroorganisme, så den producerer kemikalier, som vi kan bruge som råmateriale til at producere flere mikrorensende partikler, som så kan bruges til at opfange mere mikroplast.

"I sidste ende vil vi se, om vi kan bruge denne tilgang til at omdanne mikroplast til kemikalier, der har kommerciel værdi til enten fremstilling eller farmaceutiske anvendelser," siger Crook. "Bogstaveligt talt forvandle affald til noget værdifuldt."

For at kontrollere og optimere denne komplekse proces er gruppen gået sammen med Fengqi You, Roxanne E. og Michael J. Zak Professor i Energy Systems Engineering hos Cornell, som er ekspert i avanceret maskinlæring og AI-teknikker.

Arbejdet udføres med støtte fra National Science Foundations Emerging Frontiers in Research and Innovation-program, under bevillingsnummer 2029327. Tilskuddet er på $2 millioner over fire år.

(C) NCSU

Original artikelkilde: WRAL TechWire