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通过化学和AI解决塑料污染危机

2020-11-30 17:32:35 网络
塑料污染

 

塑料污染是世界上最紧迫的环境问题之一,威胁到饮用水,野生生物,食品供应等。为了解决这个多方面的问题,UB研究人员正在开发一套新颖的工具,旨在减少塑料浪费并减少塑料产量。

这包括一个依靠机器学习和其他技术来自动提高其对塑料进行分类的能力的机器人系统,以及对环境负责的溶剂和分解塑料的新化学物质,使它们更易于重复使用。

化学和生物工程系的UB杰出教授Paschalis Alexandridis表示“这项工作不仅对我们的星球至关重要,而且还有助于提高该国的先进制造能力。这将有助于满足消费者的需求以及将回收塑料纳入商业产品的企业承诺。”该项目得到了美国国家科学基金会(NSF)于今年秋天授予UB的四年,200万美元的资助。

该计划旨在改善中国的塑料回收工作。自从中国于2017年通过“国家剑”政策减少塑料废物的进口以来,这项工作就变得混乱了。它还包括公共宣传策略,例如招募STEM(科学,技术,工程和数学)领域代表性不足的学生。

Alexandridis是该项目的主要研究人员,他还在土木,结构和环境工程系任职。他领导的研究团队融合了来自不同领域的专业知识,包括计算机科学,物理学,化学,化学工程,环境工程和经济学。

该项目的其他研究人员包括土木,结构和环境工程系的副教授John D. Atkinson;以及 UB的RENEW(能源,环境和水方面的研究与教育)研究所所长Amit Goyal,纽约州立大学杰出教授和纽约州立大学化学与生物工程专业的帝国创新教授;RENEW研究所的环境经济学家兼研究助理教授Michael A. Shelly;化学和生物工程学系以及RENEW研究所的SUNY帝国创新教授Thomas G. Thundat。

正在开发的机器人系统将结合可以记录每块塑料分子特征的新型传感器技术,以及基于这些分子特征实时识别每块塑料特定类型的机器学习。通过将该系统与现有技术集成,研究人员旨在创建一种先进的混合废物分类流程,该流程还可以捕获和再利用塑料回收流中经常发现的其他材料,例如污染物和非聚合物废物,这些材料使回收变得既困难又昂贵。

除机器人系统外,研究团队还在研究如何使用对环境负责的溶剂从混合塑料流中回收所需的塑料。溶剂会将塑料与添加剂或杂质分开,使其适合在新产品中重复使用。

与其他回收方法相比,这种称为化学回收的方法具有较低的温室气体排放量。该研究小组还将开发新的化学方法,以控制塑料分子分解为有价值的原料。例如,有一类称为聚烯烃的塑料用于食品包装,玩具和其他产品。回收和纯化的聚烯烃可以进行再生处理,以生产用于粘合剂,涂料和印刷油墨的蜡。它们还可以用作增材制造技术的基础。

Alexandridis表示,这项工作很重要,因为塑料非常耐用,并且会在垃圾填埋场和环境中积聚,从而污染水道和动物生命。从报废塑料中获取价值可以帮助推动美国和其他国家朝着建立塑料循环经济的长期目标迈进。

同等重要的是对学生和公众的宣传。因此,研究人员正在设计各种各样的活动,以招募来自本地两年制和四年制大学的各类本科生,他们可以参与研究并与当地社区分享知识。计划针对中学生和公众开展有关回收利用重要性的其他宣传活动。

该项目源于RENEW领导的旨在提高塑料回收利用的多学科持续努力,例如该研究所新的国家资助的旨在提高塑料回收利用的努力。

发布:xiuyue

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