Mikro lovac na mikroplastiku u vodi

Proces pročišćavanja vode od mikroplastike je prilično složen sustav pasivnog filtriranja, no što kada bi postojali 'lovci' koji bi samostalno hvatali i uklanjali mikroplastiku.

U novom radu objavljenom u časopisu Advanced Functional Materials, istraživači s Državnog sveučilišta Sjeverne Karoline (NC State) pokazuju dokaz koncepta za sustav koji u jednom ciklusu aktivno uklanja mikroplastiku iz vode.

Njihov sustav ima potencijal za napredak u čišćenju oceana i drugih vodenih tijela od sitne plastike koja može naštetiti ljudskom zdravlju i okolišu.

"Ideja koja stoji iza ovog rada je: možemo li materijale za čišćenje napraviti u obliku mekih čestica koje se same raspršuju u vodi, hvataju mikroplastiku dok tonu, a zatim se vraćaju na površinu sa zahvaćenom mikroplastikom", rekao je Orlin Velev profesor kemijskog i biomolekularnog inženjerstva na NC State i dopisni autor rada.

Istraživanje počinje s mekim dendritskim koloidima, jedinstvenim, hijerarhijski razgranatim mekim česticama s različitim svojstvima kao što je sposobnost lijepljenja na bilo koju površinu, koji se mogu stvoriti iz raznih polimera.

Velev i doktorandica Haeleen Hong, prva autorica rada, kažu da ljepljiva priroda ovih čestica može privući mikroplastiku i zgrabiti je, čak i u vlažnim i slanim uvjetima, poput oceanske vode.

"Čestice za čišćenje u ovom istraživanju napravljene su od kitozana, biorazgradivog polimera koji potječe od hitina, koji dolazi iz prerađenog otpada školjkaša", rekao je Velev koji dodaje da korištenje ekološki prihvatljivih materijala koji već dolaze iz mora čini proces održivijim.

Meki dendritični koloidi poprimaju oblik malih kuglica kada se osuše u kapljicama koje lebde na površini koja odbija vodu. Kada se ispuste u vodu, čestice u kuglicama se odvajaju i šire kako bi lovile mikroplastiku, ali istraživači prvo dodaju malo eugenola, biljnog ulja, na jedan dio kuglice kao disperzant.

"Ovo ulje tjera kuglice da se kreću u vodi takozvanim 'učinkom kamfornog čamca', smanjujući površinsku napetost na jednoj strani kuglice i tjerajući je naprijed. To omogućuje našim mikročistačima da se rašire po većem području, hvatajući mikroplastiku dok se kreću i spuštaju", rekla je Hong.

Kako bi se vratili na površinu vode, mikročistači također sadrže male čestice magnezija, zbog čega se stvaraju mjehurići i dižu na površinu kada reagiraju s vodom.

Kako bi odgodili ovo povratno putovanje, istraživači oblažu magnezij ekološki sigurnim slojem želatine koji blokira reakciju magnezija s vodom. U biti, deblji slojevi želatine odgađaju dizanje čestica na površinu, omogućujući mikročistačima da pokupe više mikroplastike dok se vrte i spuštaju u vodi.

"Kako se želatina otapa, magnezij stvara mjehuriće, a mikročistači se podižu, donoseći uhvaćene čestice plastike na površinu u gustoj smjesi", kaže Hong. Rad pokazuje da čestice mogu "plivati" i skupljati mikroplastiku do 30 minuta. Mikročistači napunjeni mikroplastikom koji su isplivali na površinu vode potom se mogu jednostavno prikupiti.

"Potencijalno, sakupljeni talog može se bioprocesirati u više kitozana, koji se zatim može koristiti za stvaranje više mikročistača kako bi se uhvatilo više mikroplastike", rekao je Velev