Når nanoplast ikke er, hvad de ser ud til:Frigivelse af oligomerer fra polyestertekstiler

Husholdningsartikler af plast og tøj lavet af syntetiske fibre frigiver mikroplastik, partikler mindre end fem millimeter store, der ubemærket kan trænge ind i miljøet. En lille del af disse partikler er så små, at de måles i nanometer. Sådan nanoplast er genstand for intensiv forskning, da nanoplastpartikler kan absorberes i den menneskelige krop på grund af deres lille størrelse - men i dag er der kun lidt kendt om deres potentielle toksicitet.

Empa-forskere fra Bernd Nowacks gruppe i Teknologi og Samfundslaboratoriet er nu gået sammen med kolleger fra Kina for at se nærmere på nanopartikler frigivet fra tekstiler. Tong Yang, den første forfatter til undersøgelsen, udførte undersøgelserne under sin doktorgrad på Empa. I tidligere undersøgelser var Empa-forskere allerede i stand til at påvise, at både mikro- og nanoplast frigives, når polyester vaskes.

En detaljeret undersøgelse af de frigivne nanopartikler har nu vist, at ikke alt, der ved første øjekast ser ud til at være nanoplast, faktisk er nanoplast.

I et betydeligt omfang var de frigjorte partikler i virkeligheden ikke nanoplast, men klumper af såkaldte oligomerer, dvs. små til mellemstore molekyler, der repræsenterer et mellemtrin mellem de langkædede polymerer og deres individuelle byggesten, dvs. monomerer. Disse molekyler er endnu mindre end nanoplastiske partikler, og man ved heller ikke noget om deres toksicitet. Forskerne offentliggjorde deres resultater i tidsskriftet Nature Water.

Til undersøgelsen undersøgte forskerne tolv forskellige polyesterstoffer, herunder mikrofiber, satin og jersey. Stofprøverne blev vasket op til fire gange, og nanopartiklerne frigivet i processen blev analyseret og karakteriseret. Ikke nogen nem opgave, siger Bernd Nowack. "Plastik, især nanoplast, er overalt, også på vores enheder og redskaber," siger videnskabsmanden. "Når vi måler nanoplast, er vi nødt til at tage denne 'baggrundsstøj' i betragtning."

Stor andel opløselige partikler

Forskerne brugte et ethanolbad til at skelne nanoplast fra klumper af oligomerer. Plaststykker, uanset hvor små de er, opløses ikke i ethanol, men det gør aggregater af oligomerer. Resultatet:Omkring en tredjedel til næsten 90 % af de nanopartikler, der frigives under vask, kunne opløses i ethanol. "Dette gjorde det muligt for os at vise, at ikke alt, der ligner nanoplast ved første øjekast, i virkeligheden er nanoplast," siger Nowack.

Det er endnu ikke klart, om frigivelsen af ​​såkaldte nanopartikulære oligomerer under vask af tekstiler har negative effekter på mennesker og miljø. "Med andre plastik har undersøgelser allerede vist, at nanopartikulære oligomerer er mere giftige end nanoplast," siger Nowack. "Dette er en indikation af, at dette bør undersøges nærmere."

Forskerne var dog i stand til at fastslå, at tekstilets karakter og skæremetoden – saks eller laser – ikke har nogen større indflydelse på mængden af ​​frigivet partikler.

Frigivelsesmekanismen er heller ikke klarlagt endnu - hverken for nanoplastik eller for oligomerpartiklerne. Den gode nyhed er, at mængden af ​​frigivet partikler falder markant ved gentagne vaske. Det er tænkeligt, at oligomerpartiklerne dannes under fremstillingen af ​​tekstilet eller spaltes fra fibrene gennem kemiske processer under opbevaring. Yderligere undersøgelser er også nødvendige på dette område.

Nowack og hans team fokuserer på større partikler for tiden. I deres næste projekt vil de undersøge, hvilke fibre der frigives ved vask af tekstiler lavet af fornybare råvarer, og om disse kan skade miljø og sundhed. "Halvsyntetiske tekstiler såsom viskose eller lyocell bliver udråbt som en erstatning for polyester," siger Nowack. "Men vi ved endnu ikke, om de virkelig er bedre, når det kommer til at frigive fibre."

Flere oplysninger: Tong Yang et al., Oligomerer er en stor del af de frigivne submikrometerpartikler, der frigives under vask af polyestertekstiler, Naturvand (2024). DOI:10.1038/s44221-023-00191-5

Journaloplysninger: Naturvand

Leveret af Swiss Federal Laboratories for Materials Science and Technology