与比科生物实验室合作开展光谱学和可持续性研究 | ocean optics-ag贵宾会

与比科生物实验室合作开展光谱学和可持续性研究

对于2020年资助计划获奖者biko biolabs有限责任公司(美国马萨诸塞州剑桥市)来说,光谱传感是该公司通过批量电氧化技术修复塑料废物的重要工具。在最近的采访中,biko 创始人 kelsey sakimoto 分享了他对应对环境塑料污染挑战的看法。为了篇幅和清晰度,本采访经过编辑。

问:比科的工作进展如何,设备赠款有何帮助?

崎本 我们每天都在加快步伐!对于像这样的年轻公司来说,研究和开发的步伐会因为大量的、最初往往无法获得的资本采购(如光谱工具)而成倍加快。这笔赠款使我们的工作从大量耗时、老式的化验和其他分析工具转向近红外反射光谱等技术所能提供的更快速、更有洞察力的测量。

问:2021 年 8 月,您获得了美国国家科学基金会 (nsf) 小企业创新研究 (sbir) 计划的资助。在此过程中,您与我们的合作有何帮助?

崎本尽管sbir计划旨在为高技术风险公司和项目提供资金,但对新项目的可行性抱有强大的量化信心始终是至关重要的。biko biolabs不是从一所大学分离出来的,没有十年的基金资助研究作为依托;我们从零开始建立了很多认识和支持证据。从您的设备资助中获得的初始数据让我们相信,我们拥有令人兴奋的特别之处,同时也帮助我们制定了明确的优先事项和目标,为申请 sbir 资助打下了坚实的基础。

问:你们的塑料废物修复过程涉及电氧化。它是如何工作的?

崎本 电氧化技术部分源于可再生氢燃料中一个长期存在的问题。要通过电化学方法将水分离成氧气和氢气,需要四个电子才能产生一个氧分子。这很难廉价实现,通常只能得到两个电子,产生的是过氧化氢而不是氧气。虽然这种过氧化氢在可再生能源应用方面没有那么有用,但它是一种很好的氧化剂,比氯漂白剂更安全,与铁催化剂结合后,可以产生高活性物质,有效地将难以分解的聚合物链分解成微生物喜欢吃的有机酸。

这种电氧化方法借鉴了几十年来利用水和电力生产氢燃料的经验。但关键在于如何在小范围内使电氧化工艺既廉价又安全,从而与塑料垃圾的分散、分散产生方式相匹配。我们从堆肥的运作方式中汲取了很多灵感。它可以在大规模、集中的规模上进行,但在城市、社区甚至个人家庭层面上也同样有效。

问:是什么促使您创办比科生物实验室?

sakimoto: 老实说,biko biolabs源于挫折感。我在夏威夷出生长大,那里和许多偏远的小岛社区一样,并不总能获得为美国本土的规模而设计的技术发展。回收利用是一个特别明显的差距,只有1号和2号塑料可以回收利用,其余的都被填埋或焚烧。我想做的事情并不是以寻求最大市场和最高利润率的投资者为动机,而是要建立所有人都能获得的ag贵宾会的解决方案。人们对 “影响力 “的定义多种多样,但对我来说,”影响力 “可以归结为确保每个人都能从科学和工程学的恩惠中受益。

问:为什么处理塑料污染是一项如此艰巨的任务?

崎本
环境塑料污染的关键在于从源头上预防。但是,污染和老化是塑料垃圾综合治理的一大障碍。每一粒食物、污垢和墨水都会增加回收利用新塑料的难度,而从环境清理中收集到的大型塑料已经降解得太厉害了。将这些低价值材料运往集中处理设施、焚化炉和垃圾填埋场不仅成本高昂,而且存在太多的意外泄漏点。

在电氧化过程中,我们不是在制造新的塑料:我们是在将各种材料分解成微生物喜欢吃的有机酸。同时,我们还在利用更小的分布式系统,在个人、家庭和社区层面对废弃物进行补救。在一块塑料从离开某人的手到进入环境的整个过程中,我们越早将其转化为对生态无害的东西就越好。

问:您在工作中使用了我们的 nirquest 光谱仪。为什么使用 nirquest ?

sakimoto: 吸引我们的部分原因是,在食品科学、农业、环境监测和生物加工领域,这种轻便灵活的近红外系统正变得无处不在。它是一种被广泛认可的工具集,每天都有新技术和新应用发布。它确实是我们研发工作的主力军–经济性和便携性是我们公司成长阶段的关键。

问:你们如何使用所获取的数据?

崎本我们开发了许多反射光谱方法,结合偏最小二乘法回归模型来测量和跟踪废塑料在电氧化系统中的氧化过程。有了适当的标准和交叉验证,我们就能使用 nirquest 测量氧化过程中的一些情况:氧化羧基与羟基官能团的形成、甲基平均浓度和聚合物链端浓度,以及一系列其他指标,以了解我们氧化这些塑料废物的速度有多快,以及塑料废物正在变成什么。

问:最近,世界各地的人们都听到了很多关于影响环境的问题,包括微塑料污染的后果和气候变化的影响。您认为公众对环境的看法是否正在发生变化?

崎本 现在,我们正亲身经历着气候变化带来的实实在在的不利影响,几代人都深刻理解科学在预测、防备和坚持应对环境和公共卫生灾难方面的重要性,我当然认为公众的情绪正围绕着一个更加可持续、公正和公平的世界而凝聚。技术并不是一个无底洞,永远能够满足我们最糟糕的本能。与此同时,我们也无法回到工业化前的田园乌托邦,回到现代弊病开始之前。科学是我们了解如何量入为出(生态)的方式,而技术则是帮助我们充分利用科学的方式。

谢谢你,崎本医生。

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