מיקרו-ננו-פלסטיק נמצאים במזון, במים ובאוויר שאנו נושמים. הם מופיעים בגופנו, מאשכים ועד חומר מוחי.
כעת, חוקרים מאוניברסיטת קולומביה הבריטית פיתחו כלי נייד בעלות נמוכה למדידה מדויקת של פלסטיק המשתחרר ממקורות יומיומיים כמו כוסות חד פעמיות ובקבוקי מים.
המכשיר, בשילוב עם אפליקציה, משתמש בתיוג פלורסנט כדי לזהות חלקיקי פלסטיק בגודל של 50 ננומטר עד 10 מיקרון – קטן מכדי להיות מזוהה בעין בלתי מזוינת – ומספק תוצאות תוך דקות.
השיטה והממצאים מפורטים ב חיישני ACS.
"הפירוק של חלקי פלסטיק גדולים יותר למיקרו-פלסטיק וננו-פלסטיק מהווה איומים משמעותיים על מערכות מזון, מערכות אקולוגיות ובריאות האדם", אמר ד"ר טיאנקי יאנג, עוזר פרופסור בפקולטה למערכות אדמה ומזון, שפיתח את הכלי. "הטכניקה החדשה הזו מאפשרת זיהוי מהיר וזול של הפלסטיק הזה, שיכול לעזור להגן על הבריאות והמערכות האקולוגיות שלנו".
ננו ומיקרופלסטיק הם תוצרי לוואי של חומרים פלסטיים משפילים כמו קופסאות אוכל, כוסות וכלים. כחלקיקים קטנים מאוד עם שטח פנים גדול, ננו-פלסטיק מדאיג במיוחד את בריאות האדם בשל יכולתם המוגברת לספוג רעלים ולחדור מחסומים ביולוגיים בתוך גוף האדם.
זיהוי פלסטיקים אלה דורש בדרך כלל כוח אדם מיומן וציוד יקר. הצוות של ד"ר יאנג רצה להפוך את הזיהוי למהיר יותר, נגיש יותר ואמין יותר.
הם יצרו קופסה קטנה, מתכלה, מודפסת בתלת מימד, המכילה מיקרוסקופ דיגיטלי אלחוטי, נורת LED ירוקה ומסנן עירור. כדי למדוד את הפלסטיק, הם התאימו את תוכנת MATLAB עם אלגוריתמים של למידת מכונה ושילבו אותה עם תוכנת לכידת תמונה.
התוצאה היא כלי נייד שעובד עם סמארטפון או מכשיר נייד אחר כדי לחשוף את מספר חלקיקי הפלסטיק בדגימה. הכלי זקוק רק לדגימת נוזל זעירה – פחות מטיפת מים – וגורם לחלקיקי הפלסטיק לזרוח מתחת לנורת LED הירוקה במיקרוסקופ כדי לדמיין ולמדוד אותם. התוצאות קלות להבנה, בין אם על ידי טכנאי במעבדה לעיבוד מזון או סתם מישהו סקרן לגבי כוס הקפה שלו בבוקר.
לצורך המחקר, הצוות של ד"ר יאנג בדק כוסות פוליסטירן חד פעמיות. הם מילאו את הכוסות ב-50 מ"ל של מים רותחים מזוקקים והניחו להם להתקרר במשך 30 דקות. התוצאות הראו שהכוסות שיחררו מאות מיליוני חלקיקי פלסטיק בגודל ננו, בערך מאה מרוחב שערה אנושית וקטן יותר.
ברגע שהמיקרוסקופ בקופסה לוכד את תמונת הפלורסנט, האפליקציה מתאימה את אזור הפיקסלים של התמונה למספר הפלסטיקים. הקריאה מראה אם יש פלסטיק וכמה. כל בדיקה עולה רק 1.5 סנט".
האומינג (פיטר) יאנג, מחבר שותף, סטודנט לתואר שני בפקולטה למערכות אדמה ומזון
הכלי מכויל כעת למדידת פוליסטירן, אך ניתן לכוונן את אלגוריתם למידת המכונה למדידת סוגים שונים של פלסטיק כמו פוליאתילן או פוליפרופילן. בשלב הבא, החוקרים שואפים למסחר את המכשיר כדי לנתח חלקיקי פלסטיק עבור יישומים אחרים בעולם האמיתי.
ההשפעות ארוכות הטווח של בליעת פלסטיק ממשקאות, מזון ואפילו מחלקיקי פלסטיק הנישאים באוויר עדיין נחקרות אך מראות סיבה לדאגה.
"כדי להפחית בליעת פלסטיק, חשוב לשקול הימנעות ממוצרי פלסטיק מבוססי נפט על ידי בחירה בחלופות כמו זכוכית או נירוסטה עבור מיכלי מזון. פיתוח חומרי אריזה מתכלים חשוב גם להחלפת פלסטיק מסורתי ולמעבר לעולם בר קיימא יותר ," אמר ד"ר יאנג.
