Bestrijding van microplastics: 'Je kunt de zee niet filteren – die is te groot', maar NCSU-onderzoeker heeft een idee
Datum gepubliceerd:RALEIGH – Kleine plasticdeeltjes, genaamd microplastics, vormen een groot aantal milieuproblemen in mariene ecosystemen En voorbij. Uit recent onderzoek is gebleken dat deze microplastics dat wel zijn op meer plaatsen te vindenen in grotere hoeveelheden dan iedereen had verwacht. Nu werken onderzoekers van NC State en Cornell aan de ontwikkeling van een zelfvoorzienend systeem dat microplastics gebruikt om meer microplastics op te vangen.
“Je kunt de zee niet filteren – die is te groot”, zegt Carol Hall, hoofdonderzoeker (PI) van het onderzoeksinitiatief. “De omvang van het probleem betekent dat we revolutionaire nieuwe methoden moeten ontwikkelen om microplastics uit zeewater te verwijderen. Dus dat is ons doel.” Hall is de Camille Dreyfus Distinguished University Professor of Chemical and Biomolecular Engineering aan NC State en leidt het project samen met Nicholas Abbott, Tisch University Professor of Chemical and Biomolecular Engineering aan Cornell.
Het grote idee is om een circulair systeem te creëren. Het uitgangspunt zou het creëren van ‘microreinigingsdeeltjes’ zijn waar microplastics aan zouden blijven plakken, waarschijnlijk met behulp van peptiden ontworpen door de Hall-groep en zogenaamde “zachte dendritische materialen” ontwikkeld door het laboratorium van Orlin Velev. Velev is co-PI bij het project en de S. Frank en Doris Culberson Distinguished Professor of Chemical and Biomolecular Engineering bij NC State.
“Het idee is dat deze microreinigingsdeeltjes de microplastics zouden grijpen, op zichzelf zouden instorten en vervolgens naar de oppervlakte zouden drijven – waar je ze zou kunnen oppakken”, zegt Velev.
De microreinigingsdeeltjes en microplastics zouden vervolgens in een bioreactor worden gevoerd, die de microplastics zou afbreken en de resulterende bijproducten zou gebruiken om nieuwe microreinigingsdeeltjes (en mogelijk andere nuttige materialen) te creëren.
Hoe zou dat werken?
“De onderzoeksgemeenschap heeft al micro-organismen geïdentificeerd die plastics kunnen afbreken in verschillende bijproducten”, zegt Nathan Crook, co-PI bij het project en assistent-professor chemische en biomoleculaire technologie bij NC State. “We zijn van plan voort te bouwen op die kennis door een marien micro-organisme aan te passen om plastic af te breken.
“We zouden op zijn minst willen dat het micro-organisme het plastic als energiebron kan gebruiken, zodat het kan groeien en zich kan voortplanten – want dan wordt het plastic in ieder geval omgezet in iets biologisch afbreekbaars. Maar we zijn van plan het mariene micro-organisme zo aan te passen dat het chemicaliën produceert die we kunnen gebruiken als grondstof voor de productie van meer microreinigingsdeeltjes, die vervolgens kunnen worden gebruikt om meer microplastics af te vangen.
“Uiteindelijk willen we zien of we deze aanpak kunnen gebruiken om microplastics om te zetten in chemicaliën die commerciële waarde hebben voor productie- of farmaceutische toepassingen”, zegt Crook. “Van afval letterlijk iets waardevols maken.”
Om dit complexe proces te controleren en te optimaliseren, werkt de groep samen met Fengqi You, de Roxanne E. en Michael J. Zak hoogleraar Energy Systems Engineering aan Cornell, een expert in geavanceerde machine learning en AI-technieken.
Het werk wordt gedaan met steun van het Emerging Frontiers in Research and Innovation-programma van de National Science Foundation subsidienummer 2029327. De subsidie bedraagt $2 miljoen over vier jaar.
(C) NCSU
Originele artikelbron: WRAL TechWire