足球比赛结果的研究人员已被选为价值 720 万美元的 DARPA 合作项目 将军用塑料废物转化为蛋白粉和润滑剂的协议授予。
我们存在塑料问题，这是有据可查的事实。塑料如此无处不在 在包装上，许多人甚至不假思索地将其扔进垃圾桶，甚至 尽管它最终可能会以某种方式污染环境或海洋。
但其他人已经开始怀疑塑料是否有更光明的未来 所有，花费了大量的资源来生产。这些人憧憬一个更有营养的未来 对于可以说最能定义后工业生活的材料。他们问，塑料可以吗？ 转化为食物？
关于研究员
斯蒂芬·泰克曼
smtechtm@mtu.edu
906-487-3250
研究兴趣
- 环境微生物学
- 下一代测序技术和生物信息学/计算生物学
- 微生物生理学和生物化学
- 微生物作为石油和天然气生产环境影响的传感器
- 微生物介导的原油污染修复
- 可持续性和塑料生物降解
等等，什么？
这并不像听起来那么疯狂，它涉及一些非常漂亮的化学杂技。
Steve Techtmann，足球比赛结果生物科学助理教授 大学已被选为国防高级研究计划机构 (DARPA) 四年内拨款 720 万美元的合作协议，用于完善一种方法 将塑料废物化学和高温（热解）解构成蛋白质 粉末和润滑剂。 BioPROTEIN 项目（烯烃生物塑料再利用） 和酯转化工程分离株和自然联盟），是一项合作 足球比赛结果和，教授伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校。在足球比赛结果，加入 Techtmann 是化学工程师丽贝卡·翁和大卫·肖纳德和材料工程师约书亚·皮尔斯。
“我们总体上正在努力做的是从军事行动中收集塑料或混合废物 并将其变成对军队有用的东西，”Techtmann 说。 “通常，塑料 是最难处理的废物。我们的项目正在尝试寻找转化废物的方法 塑料制成蛋白粉或营养补充剂和润滑剂。将军 想法是塑料很难用生物学来分解，因为它是由 聚合物，其单元粘在一起。为了分解聚合物，一些细菌 可以做到这一点，但速度很慢。因此，为了快速将塑料转化为食物，我们需要 另一种方法。”
设计、恢复、集成
这个为期四年的项目分为三个阶段。在第一阶段，研究 团队将展示其概念证明，即可以将废塑料转化为蛋白粉 和润滑剂。他们将设计并使用分离系统来回收 2.5 克 微生物蛋白粉。
“在回收塑料的地方有处理塑料的系统。在这里，您可以将塑料废物变成一种新的、有价值的塑料产品。” 泰克特曼说道。 “我们的计划是放入塑料并将其完全变成某种东西 盒子的另一面不同。”
“这项研究将使我们能够利用我们在世界上产生的塑料废物 并将其转化为有价值的东西：食物和燃料。”
第二阶段是证明团队可以将各个部分组合在一起 从培养基中回收100克微生物蛋白粉。
在最后阶段，团队将把他们的“黑匣子”变成现场操作的 可以将分离集成到系统中并纯化公斤蛋白质的装置 从回收的介质中一次取粉末。目标是使系统能够自我维持 长达 28 天，并且可以安装在卡车后面并使用太阳能 为了权力。此外，该团队还将 3D 打印许多系统组件 做这些，使系统在军事以外的环境中（例如在灾难中）负担得起 救济情景。
分解，构建
该过程的第一步是将塑料转化为看起来有点像的化合物 就像使用热量的石油和可以解构塑料聚合物链的反应器一样。的 然后将油状化合物喂入 Techtmann 实验室的食油细菌群落 一直在学习。这些细菌在油腻饮食中生长得非常快，产生更多 细菌细胞，其中约55%是蛋白质。团队就是通过这个过程 可以很快地将塑料转化为蛋白质。
赠款和资金
DARPA 拨款 HR0011-20-2-0033
研究人员设想了一个这样的系统：一侧有一个槽，士兵可以在其中安装 会扔掉塑料垃圾。废物进入加工反应器进行破碎 受热和/或化学物质的影响。一旦分解，副产品将被送入 细菌会咀嚼流过那里的任何东西并生长。这些细胞是 然后干燥成粉末，可以根据需要使用。
在伊利诺伊州，Lu 专注于新型化学物质的微生物基因电路工程 和生物分子生产。他与足球比赛结果的团队成员合作，目标是 改造细菌，升级蛋白粉，使其营养最大化。
“通过丰富特定氨基酸和多不饱和脂肪酸，我们希望增加 粉末的营养成分并根据军事需要进行定制，”卢说。
一路走来，团队正在与资助机构以及其他监管机构合作 例如美国食品和药物管理局，以确保产品的开发 可以用作食物并且没有任何毒性。
Techtmann 表示，与来自不同学术背景的团队合作 研究中心——五大湖研究中心和可持续未来研究所 - 为该项目带来了丰富的内容。
“它涉及具有不同专业知识的多元化人员，”他说。 “跨学科 这部分对我来说真的很令人兴奋。”
最终，Techtmann 认为该系统的需求超出了军事用途。
“这是为了创造一种我们可以交付的技术。我们正在开发它 远征军的问题，但我们会想出的技术 可以扩大规模，为救灾中需要的人们提供清洁的水和食物。” 他说。 “该项目的自然结果不仅限于军事领域 应用程序。我们正在为我们如何处理一般塑料废物提供一个框架。”
足球比赛结果是一所 R1 公立研究型大学，成立于 1885 年，位于霍顿，拥有来自全球 60 多个国家的近 7,500 名学生。密歇根州旗舰科技大学的投资回报率一直名列全美最佳大学之列，提供超过 185 个本科和毕业生科学技术、工程、计算机、林业、商业、健康专业、人文、数学、社会科学和艺术领域的学位课程。乡村校园距离密歇根州上半岛的苏必利尔湖仅数英里，提供全年户外探险的机会。
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