Magnetiske fjedre nedbryder havmikroplastforurening

Plastaffald, der finder vej til oceaner og floder, udgør en global miljøtrussel med skadelige sundhedsmæssige konsekvenser for dyr, mennesker, og økosystemer. Nu, ved hjælp af små spoleformede kulstofbaserede magneter, forskere i Australien har udviklet en ny tilgang til rensning af vandkilder for mikroplasterne, der forurener dem uden at skade nærliggende mikroorganismer. Deres arbejde vises 31. juli i journalen Stof .

"Mikroplast adsorberer organiske og metalforurenende stoffer, når de vandrer gennem vand og frigiver disse farlige stoffer til vandlevende organismer, når de spises, får dem til at samle sig helt op i fødekæden, siger seniorforfatter Shaobin Wang, professor i kemiteknik ved University of Adelaide (Australien). "Carbon nanospringe er stærke og stabile nok til at bryde disse mikroplast ned i forbindelser, der ikke udgør en sådan trussel mod det marine økosystem."

Selvom det ofte er usynligt for det blotte øje, mikroplast er allestedsnærværende forurenende stoffer. Nogle, såsom eksfolierende perler fundet i populær kosmetik, er simpelthen for små til at blive filtreret fra under industriel vandrensning. Andre produceres indirekte, når større affald som sodavandsflasker eller dæk vejr midt i sol og sand.

For at nedbryde mikroplasten, forskerne måtte generere kortlivede kemikalier kaldet reaktive iltarter, som udløser kædereaktioner, der hugger de forskellige lange molekyler, der udgør mikroplast, til små og harmløse segmenter, der opløses i vand. Imidlertid, reaktive iltarter produceres ofte ved hjælp af tungmetaller som jern eller kobolt, som er farlige forurenende stoffer i sig selv og dermed uegnede i miljøforhold.

For at komme uden om denne udfordring, forskerne fandt en grønnere løsning i form af carbon -nanorør fyldt med nitrogen for at øge dannelsen af ​​reaktive iltarter. Formet som fjedre, carbon nanorørskatalysatorerne fjernede en betydelig brøkdel af mikroplast på bare otte timer, mens de selv var stabile under de hårde oxidative betingelser, der er nødvendige for nedbrydning af mikroplast. Den spiralformede form øger stabiliteten og maksimerer det reaktive overfladeareal. Som en bonus, ved at inkludere en lille mængde mangan, begravet langt fra overfladen af ​​nanorørene for at forhindre, at det udvaskes i vand, minuts fjedre blev magnetiske.

"At have magnetiske nanorør er særligt spændende, fordi det gør det let at indsamle dem fra rigtige spildevandstrømme til gentagen brug i miljørensning, "siger Xiaoguang Duan, en kemiteknisk forsker ved Adelaide, der også ledede projektet.

Da ikke to mikroplastik er kemisk helt ens, forskernes næste trin vil fokusere på at sikre, at nanospringene arbejder på mikroplastik af forskellige sammensætninger, former og oprindelse. De har også til hensigt at fortsætte med nøje at bekræfte ikke-toksiciteten af ​​kemiske forbindelser, der forekommer som mellemprodukter eller biprodukter under nedbrydning af mikroplast.

Forskerne siger også, at disse mellemprodukter og biprodukter kan udnyttes som en energikilde til mikroorganismer, som den forurenende plast i øjeblikket plager. "Hvis plastforurenende stoffer kan genanvendes som føde til algevækst, det vil være en triumf for at bruge bioteknologi til at løse miljøproblemer på en måde, der er både grøn og omkostningseffektiv, "Siger Wang.