Fra foster til voksen, mikroplastik forurener vores kroppe – Kan AI og lysdrevet fotokatalyse hjælpe?

Artificial Intelligence (AI) er en så lokkende teknologi af mange grunde.  Men frem for alt er det dens alsidighed, der gør den potentielt verdensforandrende.  Uanset om det er intuitiv analyse, udvikling af medicin og sundhedsprocedurer eller blot automatisering af opgaver – AI er på vej til at spille en enorm rolle i den fremtid, vi bygger i dag.  I den forbindelse har et forskerteam ved University of Waterloo (U of W) for nylig offentliggjort en undersøgelse, der søger at udnytte teknologien til at tackle det voksende problem med mikroplastik i vores verden i dag.

Forståelse af mikroplastik

Før vi dykker ned i, hvordan AI kan hjælpe os med at håndtere mikroplastik, er det vigtigt først at forstå, hvad udtrykket betyder, og hvorfor de er så skadelige for den menneskelige krop og vores miljø.

Hvad er mikroplastik?

Mikroplastik er små plastpartikler, der måler mindre end 5 millimeter i diameter.  De stammer fra forskellige kilder, herunder nedbrydning af større plastaffald, mikrokugler i personlig plejeprodukter og syntetiske fibre, der frigives under vask af tøj.

Desværre betyder vores afhængighed af sådanne materialer, at mikroplastik nu er udbredt i miljøet.  De findes i oceaner, ferskvandssystemer og endda i luften.  Dette skyldes blandt andet, at deres lille størrelse gør dem let transportable på tværs af forskellige økosystemer og endnu sværere at fjerne, når de først er kommet ind i miljøet.

Fares involveret

Faren ved mikroplastik ligger i deres størrelse og holdbarhed.  På grund af deres lille størrelse kan de blive indtaget af dyrelivet og komme ind i fødekæden, hvilket potentielt kan forårsage fysisk og kemisk skade på organismer.  Mikroplastik kan absorbere og koncentrere giftige stoffer fra det omgivende miljø, som derefter kan overføres til de organismer, der indtager dem.  Dette er særligt bekymrende, da vi i de senere år allerede er begyndt at påvise tilstedeværelsen af mikroplastik i menneskelig placenta.

Derudover betyder deres udbredte tilstedeværelse og holdbarhed, at de akkumuleres i økosystemer hurtigere, end de nedbrydes, hvilket udgør langsigtede økologiske og sundhedsmæssige risici.

Den fulde omfang af deres indvirkning på menneskers sundhed er stadig under undersøgelse, men der er stigende bekymring for deres potentiale til at forårsage skade.

Ukontrollerede distributionsbegivenheder

Hvad gøres der ved mikroplastik?

Heldigvis er der allerede forskerhold over hele verden, der arbejder på at tackle og en dag løse det voksende mikroplastikproblem.  Følgende er et par eksempler på dette, som forhåbentlig vil resultere i, at sådanne tilgange bliver vedtaget i stor skala.

Kunstig intelligens

Som nævnt er et tværfagligt team ved University of Waterloo allerede pioner inden for brugen af AI til at tackle det voksende mikroplastikforureningsproblem.  For nylig beskrev teamet sine bestræbelser i en undersøgelse, hvor de anvendte avanceret AI til at identificere mikroplastik mere effektivt og præcist.
Teamets AI-værktøj, PlasticNet, bruger dyb læring og spektroskopi til at skelne de unikke “fingeraftryk” af disse partikler, hvilket muliggør hurtigere og mere præcis identifikation.  Dette er især gavnligt for forskellige industrier, herunder,

• affaldsvandbehandling
• fødevareproduktion

Disse industrier spiller en stor rolle i at sikre bred adgang til rent drikkevand for en enorm del af Jordens befolkning, og enhver fremgang i deres evne til at behandle eller forhindre spredning af mikroplastik kan have store miljømæssige og sundhedsmæssige virkninger.
Som en del af undersøgelsen har PlasticNet allerede vist sig at være et succesfuldt værktøj i et lokalt affaldsvandsanlæg. Det demonstrerede sit potentiale gennem forbedring af mikroplastikdetekterings- og fjernelsesprocesserne, hvilket markerer et betydningsfuldt skridt mod en bæredygtig fremtid.

Lysdrevet fotokatalyse

Udover AI undersøges andre tilgange, såsom ‘lysdrevet fotokatalyse’, for at reducere mikroplastik.  Dette blev for nylig demonstreret af et andet forskerteam ledet af professor Shizhang Qiao fra University of Adelaide, som præsenterede en løsning på polyethylenaffald ved at bruge processen til at omdanne det til værdifulde kemikalier.  Mere specifikt udtaler teamet, at med denne tilgang,

“…opgraderet polyethylenplastaffald til ethylen og propionsyre med høj selektivitet ved brug af atomisk spredte metal-katalysatorer,”

Selvom ikke al mikroplastik er polyethylen, er det stadig ekstremt almindeligt og udbredt.
Interessant nok kunne disse fund synergere med AI-teknologier, især ved at optimere processen og forbedre præcisionen af den kemiske konvertering.  AI kunne hjælpe med at overvåge og justere de fotokatalytiske reaktioner i realtid, hvilket sikrer maksimal effektivitet og selektivitet.  Denne integration kunne føre til mere bæredygtige affaldshåndteringspraksisser og fremme udviklingen af en cirkulær økonomi, der adresserer både miljømæssige bekymringer og behovet for værdifulde kemiske produkter.

Hvad kan du gøre?

For dem, der er bevidste om deres miljømæssige fodaftryk, kan du undre dig over, om der er noget, du kan gøre for at forhindre, at mikroplastik spreder sig.  Følgende er nogle få nemme eksempler på almindelige vaner, der vil gøre en forskel, når de vedtages i stor skala.

Minimer engangsplastik: Dette kan synes trivielt, men brugen af engangsplastik som sugerør, bestik, poser osv. akkumulerer sig til betydelige mængder på tværs af befolkningen.  At vælge genanvendelige alternativer kan gøre en mærkbar forskel.  Bemærkelsesværdigt er, at der allerede findes eksempler på regeringsinitiativer, der tackler dette.

Naturlige stofalternativer: Når det er muligt, vælg at købe og bære tøj lavet af naturlige fibre som uld, da populære syntetiske materialer som fleece ofte er fremstillet af polyethylenterephthalat (PET).

Dette er blot to eksempler på vaneændringer, der har potentiale til at gøre en forskel.  Uanset om du vælger at vedtage dem, begynde at bruge metalflasker i stedet for plast, eller en anden tilgang, så lægger det sig alle sammen.

Industrispillere

Som det står nu, er de ovenstående studier kun et glimt af, hvad fremtiden kan bringe.  Sådanne praksisser skal stadig udfoldes og perfektioneres, før de kan implementeres kommercielt og i stor skala.  For nu er følgende nogle få eksempler på virksomheder, der arbejder på netop dette, ved at tage de uvurderlige indsigter fra sådanne forskningsteams og bygge videre på dem.

*Figurerne nedenfor var korrekte på tidspunktet for skrivning og kan ændre sig.  Eventuelle potentielle investorer bør verificere tallene*

1. PureCycle Technologies, Inc.

PCT Prisdiagram

Dette firma fokuserer på mekanisk genanvendelse, hvor polypropylen-plastaffald omdannes til næsten nyt plast.  Det annoncerede for nylig den mekaniske færdiggørelse af sin første kommercielle anlæg i stor skala, Ironton, som forventes at have en årlig produktionskapacitet på 107 millioner pund ultra-ren genanvendt harpiks.

2. Loop Industries, Inc.

LOOP Prisdiagram

Loop Industries (LOOP ) anvender depolymerisationsteknologi til at nedbryde ikke-genanvendeligt PET-plast og polyesterfiberspild til deres grundlæggende byggesten.  Brands som L’Oreal har brugt deres teknologi til at producere opgraderede flasker.  De udvider også deres teknologi til det asiatiske marked i samarbejde med SK Geo Centric.

3. Danimer Scientific, Inc

Danimer Scientific specialiserer sig i at producere biobaseret plast ved hjælp af mikroorganismer til at skabe polyestere fra planteolier.  De tilbyder biologisk nedbrydelige og komposterbare alternativer til traditionelle plastprodukter.  Virksomheden gik offentligt gennem en SPAC-fusion, hvilket signalerer deres hurtige vækst inden for bioplastiksektoren.

Afsluttende tanker

Med fremskridt inden for AI og processer som lysdrevet fotokatalyse ser fremtiden for bekæmpelse af mikroplastikforurening lovende ud.  Efterhånden som disse teknologier udvikler sig og opnår kommerciel levedygtighed, giver de håb om at mindske mikroplastiks miljømæssige og sundhedsmæssige påvirkninger.
For nu er den igangværende forskning og udvikling på dette område afgørende for at forme en mere bæredygtig og miljøbevidst fremtid.