Naukowcy osiągają ponad 98% skuteczność w usuwaniu nanoplastików z wody

Naukowcy z Uniwersytetu Missouri walczą z pojawiającym się wrogiem ludzkiego zdrowia: nanoplastikami. Nanoplastiki, znacznie mniejsze niż średnica przeciętnego ludzkiego włosa, są niewidoczne gołym okiem.

Nanoplastiki, powiązane z chorobami układu krążenia i układu oddechowego u ludzi, w dalszym ciągu gromadzą się w zbiornikach wodnych na całym świecie, w dużej mierze niezauważone. Wyzwaniem pozostaje opracowanie opłacalnego rozwiązania pozwalającego pozbyć się nanoplastików, pozostawiając czystą wodę.

I tu z pomocą przychodzi Mizzou. Niedawno naukowcy z uniwersytetu opracowali nowy płynny roztwór, który eliminuje z wody ponad 98% tych mikroskopijnych cząstek plastiku.

Artykuł opisujący tę pracę to opublikowany w dzienniku Stosowane materiały inżynieryjne ACS.

„Nanoplastiki mogą zakłócać ekosystemy wodne i przedostawać się do łańcucha pokarmowego, stwarzając ryzyko zarówno dla dzikiej przyrody, jak i ludzi” – powiedziała Piyuni Ishtaweera, niedawna absolwentka, która kierowała badaniami, zdobywając doktorat z nanochemii i chemii materiałów w Mizzou. „Mówiąc laikiem, opracowujemy lepsze sposoby usuwania z wody zanieczyszczeń, takich jak nanoplastiki”.

Innowacyjna metoda – wykorzystująca hydrofobowe rozpuszczalniki wykonane z naturalnych składników – nie tylko oferuje praktyczne rozwiązanie palącego problemu zanieczyszczeń nanoplastikami, ale także toruje drogę do dalszych badań i rozwoju w zakresie zaawansowanych technologii oczyszczania wody.

„Nasza strategia wykorzystuje niewielką ilość designerskiego rozpuszczalnika do absorpcji cząstek plastiku z dużej objętości wody” – powiedział Gary Baker, profesor nadzwyczajny na Wydziale Chemii Mizzou i współautor badania. „Obecnie pojemność tych rozpuszczalników nie jest dobrze poznana. W przyszłych pracach naszym celem jest określenie maksymalnej wydajności rozpuszczalnika. Dodatkowo zbadamy metody recyklingu rozpuszczalników, umożliwiając w razie potrzeby ich wielokrotne wykorzystanie”.

Początkowo rozpuszczalnik osadza się na powierzchni wody, tak jak olej unosi się na wodzie. Po zmieszaniu z wodą i ponownym oddzieleniu rozpuszczalnik wypływa z powrotem na powierzchnię, unosząc nanoplastiki w swojej strukturze molekularnej.

W laboratorium badacze po prostu za pomocą pipety usuwają rozpuszczalnik zawierający nanoplastik, pozostawiając czystą wodę niezawierającą plastiku. Baker powiedział, że przyszłe badania będą miały na celu zwiększenie skali całego procesu, tak aby można go było zastosować do większych zbiorników wodnych, takich jak jeziora, a ostatecznie oceany.

Ishtaweera, która obecnie pracuje w amerykańskiej Agencji ds. Żywności i Leków w St. Louis, zauważyła, że ​​nowa metoda jest skuteczna zarówno w wodzie słodkiej, jak i słonej.

„Te rozpuszczalniki są wykonane z bezpiecznych, nietoksycznych składników, a ich zdolność do odpychania wody zapobiega dodatkowemu zanieczyszczeniu źródeł wody, co czyni je rozwiązaniem wysoce zrównoważonym” – stwierdziła. „Z naukowego punktu widzenia tworzenie skutecznych metod usuwania sprzyja innowacjom w technologiach filtracyjnych, zapewnia wgląd w zachowanie nanomateriałów i wspiera rozwój świadomej polityki środowiskowej”.

Zespół Mizzou przetestował pięć różnych rozmiarów nanoplastików na bazie polistyrenu, popularnego rodzaju plastiku używanego do produkcji kubków styropianowych. Wyniki ich badań przewyższają wyniki poprzednich badań, które w dużej mierze skupiały się na tylko jednym rozmiarze cząstek plastiku.

Dodatkowymi współautorami badań są Collen Ray, Wyland Filey i Garrett Cobb.