Fra foster til voksen, mikroplastikk forurenser kroppene våre – Kan AI og lysdrevet fotokatalyse hjelpe?

Artificial Intelligence (AI) er en så fristende teknologi av mange grunner.  Men fremfor alt er det allsidigheten som gjør den potensielt verdensforandrende.  Enten det gjelder intuitiv analyse, utvikling av medisiner og helserutiner, eller bare automatisering av oppgaver – AI vil spille en enorm rolle i fremtiden vi bygger i dag.  I den forbindelse har et forskerteam ved University of Waterloo (U of W) nylig publisert en studie som søker å utnytte teknologien for å takle det økende problemet med mikroplastikk i vår verden i dag.

Forstå mikroplastikk

Før vi dykker ned i hvordan AI kan hjelpe oss med å håndtere mikroplastikk, er det viktig først å forstå hva begrepet betyr og hvorfor de er så skadelige for menneskekroppen og miljøet vårt.

Hva er mikroplastikk?

Mikroplastikk er små plastpartikler som måler mindre enn 5 millimeter i diameter.  De stammer fra ulike kilder, inkludert nedbrytning av større plastavfall, mikrokuler i personlig pleieprodukter og syntetiske fibre som slippes ut når klær vaskes.
Dessverre betyr vår avhengighet av slike materialer at mikroplastikk nå er gjennomgripende i miljøet.  De finnes i hav, ferskvannssystemer og til og med i luften.  Dette skyldes delvis at deres lille størrelse gjør dem lett transportable mellom ulike økosystemer og enda vanskeligere å fjerne når de først har kommet inn i miljøet.

Farlige aspekter

Faren med mikroplastikk ligger i deres størrelse og holdbarhet.  På grunn av deres lille størrelse kan de bli inntatt av dyrelivet og komme inn i næringskjeden, noe som potensielt kan forårsake fysisk og kjemisk skade på organismer.  Mikroplastikk kan absorbere og konsentrere giftige stoffer fra omgivelsene, som deretter kan overføres til organismer som inntar dem.  Dette er spesielt bekymringsfullt gitt at vi i de senere årene allerede har begynt å oppdage tilstedeværelsen av mikroplastikk i menneskelig morkake.

I tillegg betyr deres utbredte tilstedeværelse og holdbarhet at de akkumuleres i økosystemer raskere enn de brytes ned, og utgjør langsiktige økologiske og helsemessige risikoer.

Den fulle omfanget av deres påvirkning på menneskers helse er fortsatt under undersøkelser, men det er økende bekymring for deres potensial til å forårsake skade.

Ukontrollerte distribusjonshendelser

Hva gjøres med mikroplastikk?

Heldigvis finnes det allerede forskerteam over hele verden som arbeider med å takle og en dag løse det økende problemet med mikroplastikk.  Følgende er et par eksempler på dette som forhåpentligvis vil føre til at slike tilnærminger tas i bruk i stor skala.

Kunstig intelligens

Som nevnt er et tverrfaglig team ved University of Waterloo allerede i forkant med å bruke AI for å takle det økende problemet med mikroplastikkforurensning.  Nylig detaljerte teamet sine innsats i en studie som viste at de brukte avansert AI for å identifisere mikroplastikk mer effektivt og nøyaktig.
Teamets AI-verktøy, PlasticNet, bruker dyp læring og spektroskopi for å skille de unike «fingeravtrykkene» til disse partiklene, noe som gir raskere og mer presis identifisering.  Dette er spesielt gunstig for ulike industrier, inkludert,

• avløpsvannbehandling
• matproduksjon

Disse industriene spiller en stor rolle i å sikre bred tilgang til rent drikkevann for en enorm del av jordens befolkning, og enhver fremgang i deres evne til å behandle eller forhindre distribusjon av mikroplastikk kan ha store miljømessige og helsemessige virkninger.
Som en del av studien har PlasticNet allerede vist seg å være et vellykket verktøy i et lokalt avløpsvannbehandlingsanlegg. Det demonstrerte sitt potensial gjennom forbedring av mikroplastikkdeteksjons- og fjerningsprosesser, og markerer et betydelig skritt mot en bærekraftig fremtid.

Lysdrevet fotokatalyse

Utover AI blir andre tilnærminger, som «lysdrevet fotokatalyse», utforsket for å redusere mikroplastikk.  Dette ble nylig demonstrert av et annet forskerteam ledet av professor Shizhang Qiao fra University of Adelaide, som presenterte en løsning på polyetylenavfall ved å bruke prosessen til å omdanne det til verdifulle kjemikalier.  Mer spesifikt sier teamet at med denne tilnærmingen,

“…omdannet polyetylenplastavfall til etylen og propionsyre med høy selektivitet ved bruk av atomisk spredte metallkatalysatorer,”

Selv om ikke all mikroplastikk er polyetylen, er den fortsatt ekstremt vanlig og utbredt.
Interessant nok kan disse funnene synergisere med AI-teknologier, spesielt for å optimalisere prosessen og forbedre presisjonen i kjemisk konvertering.  AI kan bidra til å overvåke og justere de fotokatalytiske reaksjonene i sanntid, og sikre maksimal effektivitet og selektivitet.  Denne integrasjonen kan føre til mer bærekraftige avfallshåndteringspraksiser og fremme utviklingen av en sirkulær økonomi, som adresserer både miljøbekymringer og behovet for verdifulle kjemiske produkter.

Hva kan du gjøre?

For de som er bevisste på sitt miljøavtrykk, kan du lure på om det er noe du kan gjøre for å hindre at mikroplastikk sprer seg.  Følgende er noen enkle eksempler på vanlige vaner som vil gjøre en forskjell når de tas i bruk i stor skala.

Minimer engangsplast: Dette kan virke trivielt, men bruken av engangsplast som sugerør, bestikk, poser osv., legger seg opp til betydelige mengder på tvers av befolkningen.  Å velge gjenbrukbare alternativer kan gjøre en merkbar forskjell.  Merk at det allerede finnes eksempler på offentlige initiativer som takler dette.

Naturlige stoffalternativer: Når det er mulig, velg å kjøpe og bruke klær laget av naturlige fibre som ull, siden populære syntetiske materialer som fleece ofte er laget av polyetylen tereftalat (PET).

Dette er bare to eksempler på vaneendringer som har potensial til å gjøre en forskjell.  Enten du velger å innføre dem, begynner å bruke metallflasker i stedet for plast, eller en annen tilnærming, så legger det seg opp til en samlet effekt.

Bransjeaktører

Som det står nå, er de ovennevnte studiene bare et glimt av hva fremtiden kan bringe.  Slike praksiser må fortsatt utvikles og perfeksjoneres før de kan implementeres kommersielt og i stor skala.  For øyeblikket er følgende noen eksempler på selskaper som arbeider for å oppnå nettopp dette, ved å ta de uvurderlige innsiktene fra slike forskerteam og bygge videre på dem.

*Tallene nedenfor var korrekte på tidspunktet for skrivingen og kan endres.  Eventuelle potensielle investorer bør verifisere tallene*

1. PureCycle Technologies, Inc.

PCT Prisdiagram

Dette selskapet fokuserer på mekanisk resirkulering, og konverterer polypropylenplastavfall til plast som er som ny.  Det kunngjorde nylig den mekaniske ferdigstillelsen av sin første kommersielle anlegg i stor skala, Ironton, som forventes å ha en årlig produksjonskapasitet på 107 millioner pund ultra-ren resirkulert harpiks.

2. Loop Industries, Inc.

LOOP Prisdiagram

Loop Industries (LOOP ) bruker depolymeriseringsteknologi for å bryte ned ikke-resirkulerbar PET-plast og polyesterfiberavfall til deres grunnleggende byggesteiner.  Merker som L’Oreal har benyttet teknologien deres til å produsere oppsirkulerte flasker.  De utvider også teknologien til det asiatiske markedet i samarbeid med SK Geo Centric.

3. Danimer Scientific, Inc

Danimer Scientific spesialiserer seg på å produsere bio-baserte plastprodukter ved hjelp av mikroorganismer som lager polyester fra planteoljer.  De tilbyr biologisk nedbrytbare og komposterbare alternativer til tradisjonelle plastprodukter.  Selskapet ble børsnotert gjennom en SPAC-fusjon, noe som signaliserer rask vekst i bioplastikksektoren.

Avsluttende tanker

Med fremskritt innen AI og prosesser som lysdrevet fotokatalyse, ser fremtiden for bekjempelse av mikroplastikkforurensning lovende ut.  Etter hvert som disse teknologiene utvikler seg og får kommersiell levedyktighet, gir de håp om å dempe mikroplastikkens miljø- og helseeffekter.

For nå er den pågående forskningen og utviklingen på dette feltet kritisk for å forme en mer bærekraftig og miljøbevisst fremtid.