Walka z mikroplastikiem: „Morza nie można filtrować – jest za duże”, ale badacz z NCSU ma pomysł
Data opublikowania:RALEIGH – Drobne cząsteczki plastiku, tzw mikroplastik, stwarzają szereg problemów środowiskowych w ekosystemach morskich I poza. Ostatnie badania wykazały, że te mikroplastiki są znaleźć w większej liczbie miejsci to w większych ilościach, niż ktokolwiek przewidywał. Obecnie badacze z NC State i Cornell pracują nad opracowaniem samowystarczalnego systemu, który wykorzystuje mikroplastiki do wychwytywania większej ich ilości.
„Morza nie da się przefiltrować – jest za duże” – mówi Carol Hall, główna badaczka (PI) inicjatywy badawczej. „Skala problemu oznacza, że musimy opracować nowe, rewolucyjne metody usuwania mikroplastików z wody morskiej. To jest więc nasz cel.” Hall jest profesorem inżynierii chemicznej i biomolekularnej Camille Dreyfus na Uniwersytecie NC i kieruje projektem wraz z Nicholasem Abbottem, profesorem inżynierii chemicznej i biomolekularnej na Uniwersytecie Tisch w Cornell.
Najważniejszym pomysłem jest stworzenie systemu o obiegu zamkniętym. Punktem wyjścia byłoby stworzenie „cząstek mikroczyszczących”, do których prawdopodobnie przyklejałyby się mikroplastiki peptydy zaprojektowane przez grupę Hall i tak zwane „miękkie materiały dendrytyczne” którego pionierem było laboratorium Orlina Veleva. Velev jest współkierownikiem projektu oraz profesorem inżynierii chemicznej i biomolekularnej im. S. Franka i Doris Culbersonów na Uniwersytecie NC.
„Pomysł jest taki, że te mikrocząsteczki czyszczące chwytają mikroplastik, zapadają się w siebie, a następnie wypływają na powierzchnię, skąd można je podnieść” – mówi Velev.
Cząstki mikroczyszczące i mikroplastik byłyby następnie wprowadzane do bioreaktora, który rozkładałby mikroplastik i wykorzystywał powstałe produkty uboczne do tworzenia nowych cząstek mikroczyszczących (i ewentualnie innych przydatnych materiałów).
Jak to by działało?
„Społeczność badawcza zidentyfikowała już mikroorganizmy zdolne do rozkładania tworzyw sztucznych na różne produkty uboczne” – mówi Nathan Crook, współkierownik projektu i adiunkt inżynierii chemicznej i biomolekularnej w NC State. „Planujemy wykorzystać tę wiedzę, modyfikując mikroorganizm morski tak, aby rozkładał plastik.
„Chcielibyśmy przynajmniej, aby mikroorganizm mógł wykorzystywać plastik jako źródło energii, co umożliwi mu wzrost i rozmnażanie się – ponieważ to przynajmniej przekształciłoby plastik w coś biodegradowalnego. Planujemy jednak zmodyfikować mikroorganizm morski tak, aby wytwarzał substancje chemiczne, które możemy wykorzystać jako surowiec do produkcji większej liczby cząstek mikroczyszczących, które następnie można wykorzystać do wychwytywania większej liczby mikroplastików.
„Docelowo chcemy sprawdzić, czy możemy zastosować to podejście do przekształcenia mikrodrobin plastiku w chemikalia o wartości komercyjnej do zastosowań produkcyjnych lub farmaceutycznych” – mówi Crook. „Dosłownie zamieniamy śmieci w coś wartościowego”.
Aby kontrolować i optymalizować ten złożony proces, grupa nawiązała współpracę z Fengqi You, Roxanne E. i Michaelem J. Zakiem, profesorami inżynierii systemów energetycznych w Cornell, który jest ekspertem w dziedzinie zaawansowanego uczenia maszynowego i technik sztucznej inteligencji.
Prace są prowadzone przy wsparciu programu Emerging Frontiers in Research and Innovation prowadzonego przez National Science Foundation w ramach programu Emerging Frontiers in Research and Innovation numer grantu 2029327. Dotacja wynosi $2 mln w ciągu czterech lat.
(C) NCSU
Oryginalne źródło artykułu: WRALTechWire