In un nuovo documento, i ricercatori della North Carolina State University mostrano la prova del concetto per un sistema che, in un singolo ciclo, rimuove attivamente le microplastiche dall’acqua.
I risultati, descritti nel diario Materiali funzionali avanzatiMantieni il potenziale per i progressi nella pulizia degli oceani e di altri corpi d’acqua di piccole materie plastiche che possono danneggiare la salute umana e l’ambiente.
“L’idea alla base di questo lavoro è: possiamo creare i materiali di pulizia sotto forma di particelle morbide che si auto-dispersi in acqua, catturare i microplastici mentre affondano e quindi tornare in superficie con i contaminanti microplastici catturati?” Disse Orlin Velev, il distinto professore di ingegneria chimica e biomolecolare di S. Frank e Doris Culberson presso lo stato NC e l’autore corrispondente del documento.
“Abbiamo dimostrato come più principi possono essere integrati in un sistema che funziona in un singolo ciclo.”
La ricerca inizia con colloidi dendritici morbidi-particelle morbide uniche e gerarchicamente con proprietà distinte come la capacità di attenersi a qualsiasi superficie-che può essere creata da una varietà di polimeri.
Velev e Ph.D. Lo studente Haeleen Hong, il primo autore del giornale, afferma che la natura appiccicosa di queste particelle può attirare microplastiche e afferrarle, anche in condizioni bagnate e salate, come l’acqua oceanica.
“Le particelle di pulizia in questa ricerca sono realizzate in chitosano, un polimero biodegradabile proveniente dalla chitina, che deriva da rifiuti di crostacei elaborati”, ha detto Velev. Aggiunge che l’utilizzo di materiali ecologici che provengono già dal mare rende il processo più sostenibile.
I colloidi dendritici morbidi assumono la forma di piccoli pellet quando essiccati in goccioline sospese su una superficie idrorepellente. Se lasciate cadere in acqua, le particelle nei pellet si separano e si diffondono per cacciare le microplastiche. Ma prima i ricercatori infondono un po ‘di eugenolo, un petrolio a base vegetale, su una sezione del pellet come disperdente.
“Questo olio fa muovere i pallini nell’acqua dal cosiddetto” effetto della barca di canforo “, diminuendo la tensione superficiale su un lato del pellet e guidandolo in avanti. Ciò consente ai nostri microcleni di diffondersi in un’area più ampia, catturando microplastiche mentre si muovono e scendono”, ha detto Hong.
Per fare il viaggio di ritorno sulla superficie dell’acqua, i microcleni contengono anche piccole particelle di magnesio, il che li fa sbagliare e salire in superficie quando reagiscono con l’acqua.
Per ritardare questo viaggio di ritorno, i ricercatori ricoprono il magnesio con uno strato di gelatina per l’ambiente che blocca la reazione del magnesio con l’acqua. In sostanza, i cappotti più spessi della gelatina ritardano le particelle dal salire in superficie, permettendo ai microcleaner di raccogliere più microplastici mentre turbinano e scendono in acqua.
“Man mano che la gelatina si dissolve, il magnesio genera bolle e i microcleni aumentano, portando le particelle di plastica catturate in superficie in una miscela densa e scummia”, ha detto Hong. La carta mostra che le particelle possono “nuotare” e raccogliere microplastiche per un massimo di 30 minuti. I microcleaner carichi di microplastica che hanno galleggiato fino alla superficie dell’acqua possono quindi essere raccolti scremando.
“Potenzialmente, la feccia raccolta può essere bioprocessata in più chitosano, che può quindi essere utilizzato per creare più microcleni per catturare più microplastiche”, ha detto Velev. Il ridimensionamento del processo richiederà ulteriori indagini, affermano i ricercatori.
Ex Ph.D. dello Stato NC La studentessa Rachel Bang ha co-autore il documento, insieme all’attuale Ph.D. dello Stato NC Studente Lucille Verster.
Il finanziamento della National Science Foundation sotto le sovvenzioni EFMA-2029327, CMMI-2233399 e DMR-2243104 hanno sostenuto la ricerca.
Da un’altra testata giornalistica. news de www.sciencedaily.com