Магнитные нанотрубки очистят воды от микропластика - «Наука и техника»

Добавлено 01-авг-2019, 12:20 От James

«В воде микропластик способен адсорбировать органические и металлические загрязнители. После, проглоченные частицы пластика могут высвобождать эти соединения в водные организмы, заставляя их накапливаться на протяжении всей пищевой цепи, — рассказал ведущий автор статьи, профессор Аделаидского университета Шаобин Ван. — Наши углеродные нанопружины достаточно прочны и стабильны, чтобы разлагать частицы микропластика на соединения, которые не представляют угрозы».

В воду микропластик попадает двумя путями. В виде гранул и порошка первичный микропластик добавляют в косметику, бытовую химию, средства гигиены, применяют в производстве тканей, автомобильных шин. Частицы его так малы, что не поддаются фильтрации при промышленной очистке воды. Вторичный пластик образуется, когда крупные изделия, такие как бутылки из-под газировки и пакеты для взвешивания, разрушаются на крохотные частицы под действием солнца, соли, песка.
Исследователи придумали способ, как разлагать фрагменты микропластика. Пластик состоит из небольших повторяющихся химических молекул, которые складываются в длинные цепи — полимеры. Активные формы кислорода — исключительно реактивные окислители — разрывают протяженные цепи на мелкие кусочки, которые способны растворяться в воде. Тем не менее, активные формы кислорода часто производят с применением тяжелых металлов, таких как железо или кобальт, которые опасны сами по себе.
Чтобы обойти эту проблему, исследователи нашли более экологичное решение в виде углеродных наноспиралей с добавлением азота. Такие трубки катализировали образование активных форм кислорода и удаляли значительную часть микропластика за восемь часов, оставаясь стабильными в суровых окислительных условиях. Спиральная форма повышала прочность и увеличивала площадь реактивной поверхности. Внедрив в нанотрубки небольшое количество марганца, исследователи смогли наделить нанотрубки магнитными свойствами. В будущем это позволит легко собирать нанотрубки из потоков сточных вод для повторного применения.
Поскольку микропластики варьируются по химическому составу, дальнейшие разработки будут сосредоточены на том, чтобы сделать нанопружинки более универсальными. Ученые добавляют, что побочные продукты от окисления пластика смогут стать источником энергии для микроорганизмов.

«Если мы разберемся, как применять загрязняющие пластмассы на пищу для водорослей, открытие станет триумфом биотехнологий в области решения экологических проблем», — заключил Ван.

•••

Австралийские исследователи разработали новый подход к очищению вод от микропластика — с помощью крошечных магнитных углеродных спиралей. Статья исследователей представлена на страницах журнала Matter. «В воде микропластик способен адсорбировать органические и металлические загрязнители. После, проглоченные частицы пластика могут высвобождать эти соединения в водные организмы, заставляя их накапливаться на протяжении всей пищевой цепи, — рассказал ведущий автор статьи, профессор Аделаидского университета Шаобин Ван. — Наши углеродные нанопружины достаточно прочны и стабильны, чтобы разлагать частицы микропластика на соединения, которые не представляют угрозы». В воду микропластик попадает двумя путями. В виде гранул и порошка первичный микропластик добавляют в косметику, бытовую химию, средства гигиены, применяют в производстве тканей, автомобильных шин. Частицы его так малы, что не поддаются фильтрации при промышленной очистке воды. Вторичный пластик образуется, когда крупные изделия, такие как бутылки из-под газировки и пакеты для взвешивания, разрушаются на крохотные частицы под действием солнца, соли, песка. Исследователи придумали способ, как разлагать фрагменты микропластика. Пластик состоит из небольших повторяющихся химических молекул, которые складываются в длинные цепи — полимеры. Активные формы кислорода — исключительно реактивные окислители — разрывают протяженные цепи на мелкие кусочки, которые способны растворяться в воде. Тем не менее, активные формы кислорода часто производят с применением тяжелых металлов, таких как железо или кобальт, которые опасны сами по себе. Чтобы обойти эту проблему, исследователи нашли более экологичное решение в виде углеродных наноспиралей с добавлением азота. Такие трубки катализировали образование активных форм кислорода и удаляли значительную часть микропластика за восемь часов, оставаясь стабильными в суровых окислительных условиях. Спиральная форма повышала прочность и увеличивала площадь реактивной поверхности. Внедрив в нанотрубки небольшое количество марганца, исследователи смогли наделить нанотрубки магнитными свойствами. В будущем это позволит легко собирать нанотрубки из потоков сточных вод для повторного применения. Поскольку микропластики варьируются по химическому составу, дальнейшие разработки будут сосредоточены на том, чтобы сделать нанопружинки более универсальными. Ученые добавляют, что побочные продукты от окисления пластика смогут стать источником энергии для микроорганизмов. «Если мы разберемся, как применять загрязняющие пластмассы на пищу для водорослей, открытие станет триумфом биотехнологий в области решения экологических проблем», — заключил Ван. •••