Taistelu mikromuoveja vastaan: "Et voi suodattaa merta – se on liian suuri", mutta NCSU:n tutkijalla on idea
Julkaisupäivä:RALEIGH – Pienet muovihiukkaset, ns mikromuoveja, aiheuttavat joukon ympäristöongelmia meren ekosysteemeissä ja pidemmälle. Viimeaikaiset tutkimukset ovat osoittaneet, että nämä mikromuovit ovat löytyy useammastakin paikasta, ja suurempina määrinä kuin kukaan odotti. Nyt NC Staten ja Cornellin tutkijat työskentelevät kehittääkseen itseään ylläpitävän järjestelmän, joka käyttää mikromuoveja vangitakseen lisää mikromuoveja.
"Et voi suodattaa merta - se on liian suuri", sanoo Carol Hall, tutkimusaloitteen johtava tutkija (PI). ”Ongelman laajuus tarkoittaa, että meidän on kehitettävä vallankumouksellisia uusia menetelmiä mikromuovien poistamiseksi merivedestä. Se on siis tavoitteemme." Hall on Camille Dreyfusin arvostettu yliopiston kemian ja biomolekyylitekniikan professori NC Statessa ja johtaa projektia yhdessä Nicholas Abbottin, Tisch-yliopiston kemian ja biomolekyylitekniikan professorin kanssa Cornellista.
Suuri idea on luoda pyöreä järjestelmä. Lähtökohtana olisi "mikropuhdistushiukkasten" luominen, joihin mikromuovit tarttuisivat todennäköisesti käyttämällä Hall-ryhmän suunnittelemat peptidit ja niin sanotut "pehmeät dendriittimateriaalit" Orlin Velevin laboratorion edelläkävijä. Velev on hankkeen johtaja ja S. Frank ja Doris Culberson kemian ja biomolekyylitekniikan ansioitunut professori NC Statessa.
"Ajatuksena on, että nämä mikropuhdistushiukkaset tarttuisivat mikromuoviin, romahtaisivat itseensä ja sitten leijuisivat pintaan - mistä voit poimia ne", Velev sanoo.
Mikropuhdistushiukkaset ja mikromuovit syötettäisiin sitten bioreaktoriin, joka hajottaisi mikromuovin ja käyttäisi syntyviä sivutuotteita uusien mikropuhdistushiukkasten (ja mahdollisesti muiden hyödyllisten materiaalien) luomiseen.
Miten se toimisi?
"Tutkijayhteisö on jo tunnistanut mikro-organismeja, jotka pystyvät hajottamaan muovit erilaisiksi sivutuotteiksi", sanoo Nathan Crook, hankkeen PI ja kemian ja biomolekyylitekniikan apulaisprofessori NC Statessa. "Aiomme rakentaa tälle tiedolle ja muuttaa meren mikro-organismia hajottamaan muovia.
”Ainakin toivomme, että mikro-organismi voisi käyttää muovia energianlähteenä, jolloin se voi kasvaa ja lisääntyä – sillä se ainakin muuttaisi muovin biohajoavaksi. Mutta aiomme muokata meren mikro-organismia niin, että se tuottaa kemikaaleja, joita voimme käyttää raaka-aineena tuottamaan lisää mikropuhdistushiukkasia, joita voidaan sitten käyttää enemmän mikromuovien vangitsemiseen.
"Lopulta haluamme nähdä, voimmeko käyttää tätä lähestymistapaa muuttaaksemme mikromuoveja kemikaaleiksi, joilla on kaupallista arvoa joko valmistukseen tai lääkesovelluksiin", Crook sanoo. "Kirjaimellisesti muuttaa roskat jotain arvokasta."
Tämän monimutkaisen prosessin hallitsemiseksi ja optimoimiseksi ryhmä on tehnyt yhteistyötä Fengqi Youn, Roxanne E.:n ja Cornellin energiajärjestelmätekniikan professorin Michael J. Zakin kanssa, joka on edistyneen koneoppimisen ja tekoälytekniikoiden asiantuntija.
Työtä tehdään National Science Foundationin Emerging Frontiers in Research and Innovation -ohjelman tuella. apurahanumero 2029327. Apuraha on 1 TP4T2 miljoonaa neljälle vuodelle.
(C) NCSU
Alkuperäinen artikkelin lähde: WRAL TechWire