Opdækning af solcreme fra oceaner for at redde koralrev

Koralrev ser ikke ud til at tage en pause. Ikke nok med at stigende temperaturer ødelægger deres miljø, men nye beviser tyder på, at en bestemt solcreme -komponent i mange lotioner, der kan hjælpe med at beskytte mennesker mod at udvikle hudkræft, er en koraldræber. Nu, forskere har udviklet en bionedbrydeligt perle, der kan opsuge ingrediensen til solcreme, oxybenzon, som en tørstig havsvamp. De håber at bruge agenten til at rense havvand ved strande.

Forskerne præsenterer deres arbejde i dag ved det 254. nationale møde og udstilling af American Chemical Society (ACS). ACS, verdens største videnskabelige samfund, holder mødet her til og med torsdag. Den har næsten 9, 400 oplæg om en lang række videnskabelige emner.

"Koralblegning med oxybenzon er et vanskeligt problem, men ikke en umulig, "siger Felix R. Roman, Ph.D. "Vores magnetit -nanopartikler er magnetiske, og vi kan gøre dem specifikke for et bestemt forurenende stof - i dette tilfælde oxybenzon - ved at ændre overfladekemien for disse partikler. Men du ønsker ikke at frigive løse nanopartikler i miljøet, så vi indkapsler dem i en matrix, der er miljøvenlig og billig. Tanken er, at hvis du smider det i vand, du kan trække det ud med en magnet." Ved at kontrollere alginat/chitosan-forholdet, han siger, at de kan få disse magnetiske nanobiokompositter til at flyde eller synke for ekstra fleksibilitet ved fjernelse af forurenende stoffer.

Perlenes matrix består af materialer, der er velkendte for havet:alginat, som stammer fra alger, og chitosan, som er et affaldsprodukt fra fisk. Inde i denne gelatinøse matrix er de magnetiske nanopartikler. Den magnetiske kerne i nanopartiklerne er fremstillet af jernoxid og er belagt med natriumoleat. At komme med en strategi for at øge nanopartiklernes affinitet for oxybenzon, forskerne, der er på University of Puerto Rico, Mayaguez, analyseret molekylets kemiske egenskaber. "Oxybenzon er opløseligt i vand og er i stand til at binde hydrogen, så det vil have gode interaktioner med hydroxylfunktionelle grupper, " siger Roman. "Så vi ønskede at øge hydroxylfunktionelle grupper på overfladen af ​​nanopartiklerne." For at gøre det, forskerne oxiderede natriumoleatet.

Så kom den sjove del:Forskerne tog til en lokal strand for at teste perlerne. En bachelorstuderende i Romans laboratorium, Ana Zapata, sladrede sig i oxybenzone -indeholdende solcreme og trådte i havet. "Du kunne se solcremen løbe ud i vandet, så jeg samlede det vand til analyse tilbage i laboratoriet, siger hun. Der, Zapata kørte kromatografieksperimenter på prøven og fandt en oxybenzonkoncentration på 1,3 dele pr. million (ppm) inden for 10 minutter efter eksponeringen. "Det er meget højt, " hun siger, fordi koncentrationer af kun dele pr. milliard kan være nok til at påvirke koraller negativt.

Næste, forskerne tilføjede deres perler til prøven. "Vi indsamlede havvandsprøver og tilsatte dem med oxybenzon ved 30 ppm, og inden for en time, vi fjernede 95 procent af forbindelsen, "siger Roman." Det er en temmelig hurtig proces. "Kontroleksperimenter viste ingen ændring i oxybenzonkoncentrationer uden perler til stede.

I deres næste sæt eksperimenter, Romans hold - som også omfatter kandidatstuderende Victor Fernandez, bachelorstuderende Gabriela Cruet og samarbejdspartner Oscar Perales-Perez — vil på vej til en saltvandssvømmebassin. Gruppen har til hensigt at få en flok frivillige til at klæde sig i solcreme og svømme lidt rundt. Derefter, forskerne vil tilføje perler og se, hvor lang tid det tager at fjerne oxybenzon fra poolen. "Vi skal muligvis køre eksperimentet et antal gange med forskellige mængder perler, "Siger Roman. Han tilføjer, at en dag i fremtiden, folk ville sandsynligvis trække et net fuld af disse magnetiske nanobiokomposerede perler med en båd for at hjælpe med at fjerne målforureninger, især i områder nær sårbare koralrev.