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    I ricercatori osservano un sistema che utilizza le microplastiche marine per eliminare le microplastiche marine

    Credito:North Carolina State University

    Piccole particelle di plastica, chiamate microplastiche, pongono una serie di problemi ambientali negli ecosistemi marini e oltre. Recenti ricerche hanno scoperto che queste microplastiche si trovano in più luoghi, e in quantità maggiori, di quanto chiunque si aspettasse. Ora i ricercatori di NC State e Cornell stanno lavorando per sviluppare un sistema autosufficiente che utilizza le microplastiche per catturare più microplastiche.

    "Non puoi filtrare il mare, è troppo grande, "dice Carol Hall, investigatore principale (PI) dell'iniziativa di ricerca. "La portata del problema significa che dobbiamo sviluppare nuovi metodi rivoluzionari per rimuovere le microplastiche dall'acqua di mare. Questo è il nostro obiettivo". Hall è il Distinguished University Professor Camille Dreyfus di ingegneria chimica e biomolecolare presso la NC State e guida il progetto insieme a Nicholas Abbott, Professore di ingegneria chimica e biomolecolare alla Tisch University alla Cornell.

    La grande idea è creare un sistema circolare. Il punto di partenza implicherebbe la creazione di "particelle di micropulizia" a cui le microplastiche si attaccherebbero, probabilmente usando peptidi progettati dal gruppo di Hall e i cosiddetti "materiali dendritici morbidi" introdotti dal laboratorio di Orlin Velev. Velev è un co-PI del progetto e S. Frank e Doris Culberson Distinguished Professor di ingegneria chimica e biomolecolare presso la NC State.

    "L'idea è che queste particelle di micropulizia afferrerebbero le microplastiche, crollare su se stessi, e poi galleggiare in superficie, dove potresti raccoglierli, " dice Velev.

    Le particelle di micropulizia e le microplastiche verrebbero quindi immesse in un bioreattore, che abbatterebbe le microplastiche e utilizzerebbe i sottoprodotti risultanti per creare nuove particelle di micropulizia (e possibilmente altri materiali utili).

    Come funzionerebbe?

    "La comunità di ricerca ha già identificato microrganismi in grado di scomporre la plastica in vari sottoprodotti, "dice Nathan Crook, un co-PI sul progetto e assistente professore di ingegneria chimica e biomolecolare presso NC State. "Abbiamo in programma di costruire su quella conoscenza, modificare un microrganismo marino per degradare la plastica.

    "Proprio alla fine, vorremmo che il microrganismo fosse in grado di utilizzare la plastica come fonte di energia, permettendogli di crescere e riprodursi, perché ciò convertirebbe almeno la plastica in qualcosa di biodegradabile. Ma stiamo progettando di modificare il microrganismo marino in modo che produca sostanze chimiche che possiamo usare come materia prima per produrre più particelle micropulenti, che può quindi essere utilizzato per catturare più microplastiche.

    "In definitiva, vogliamo vedere se possiamo usare questo approccio per trasformare le microplastiche in sostanze chimiche che hanno un valore commerciale per applicazioni manifatturiere o farmaceutiche, " Dice Crook. "Trasformare letteralmente la spazzatura in qualcosa di prezioso."

    Per controllare e ottimizzare questo complesso processo, il gruppo ha collaborato con Fengqi You, il Roxanne E. e Michael J. Zak Professor in Energy Systems Engineering presso Cornell, che è un esperto di machine learning avanzato e tecniche di intelligenza artificiale.

    Il lavoro viene svolto con il sostegno del programma Emerging Frontiers in Research and Innovation della National Science Foundation, con il numero di sovvenzione 2029327. La sovvenzione è di $ 2 milioni in quattro anni.


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