Este cunoscut faptul că microplasticele reprezintă o mare amenințare pentru sănătatea umană. Ele pot pătrunde în corpul nostru prin apa pe care o bem și cresc riscul unor afecțiuni grave. Ele reprezintă, de asemenea, un pericol pentru mediu. În ultimii ani au fost găsite microplastice în cele mai izolate locuri, cum ar fi calotele polare și fundurile oceanelor. Ele pun în pericol atât formele de viață acvatice, cât și pe terestre,, scrie Phys.
Acum, oamenii de știință au găsit o altă soluție pentru a combate acest flagel. Cercetătorii de la Institutul Indian de Știință au proiectat un hidrogel durabil pentru a îndepărta microplastele din apă. Materialul are o rețea unică de polimeri care poate atrage microplasticul și îi poate degrada folosind iradierea cu lumină UV. Cercetarea este publicată în revista Nanoscale.
Anterior, cercetătorii au încercat să folosească membrane de filtrare pentru a îndepărta microplasticele. Totuși, microplasticul le poate înfunda, făcându-le nesustenabile. În schimb, echipa IISc condusă de Suryasarathi Bose, profesor la Departamentul de Inginerie a Materialelor, a decis să apeleze la hidrogeluri 3D.
Noul hidrogel este realizat din trei straturi de polimeri diferite: chitosan, alcool polivinilic și polianilină. Legați împreună, formează o arhitectură denumită Interpenetrating Polymer Network (IPN). Echipa a infuzat această matrice cu nanoclustere dintr-un material numit substitut de cupru polioxometalat (Cu-POM).
Aceste nanoclustere sunt catalizatori care pot folosi lumina UV pentru a degrada microplasticele. Combinația dintre polimeri și nanoclustere a format un hidrogel puternic. Acesta are capacitatea de a absorbi și degrada cantități mari de microplastice.
Microplasticele, combătute cu ajutorul noului hidrogel
Microplasticele provin din măcinarea materialelor plastice și a fibrelor de uz casnic. Pentru a imita acest lucru în laborator, cercetătorii au zdrobit capacele recipientelor pentru alimente și alte produse din plastic de uz zilnic pentru a crea două dintre cele mai comune microplastice existente în natură: clorură de polivinil și polipropilenă.
„Alături de tratarea sau îndepărtarea microplasticelor, o altă problemă majoră este detectarea. Deoarece acestea sunt particule foarte mici, nu le puteți vedea cu ochiul liber”, a explicat Soumi Dutta, primul autor al studiului și bursier național post-doctoral SERB la Departamentul de Ingineria Materialelor.
Pentru a rezolva problema, cercetătorii au adăugat un colorant fluorescent la microplastice. În acest mod au putut vedea cât de mult a fost adsorbit și degradat de hidrogel în diferite condiții. „Am verificat îndepărtarea microplasticelor la diferite niveluri de pH ale apei, diferite temperaturi și diferite concentrații de microplastice”, a explicat Dutta.
S-a constatat că hidrogelul este extrem de eficient. El ar putea îndepărta aproximativ 95% și 93% dintre cele două tipuri diferite de microplastice din apă la pH aproape neutru (~6,5). Echipa a efectuat, de asemenea, mai multe experimente pentru a testa cât de durabil și de rezistent a fost materialul.
„Am vrut să facem un material care este mai durabil și care poate fi folosit în mod repetitiv”, a explicat Bose. Hidrogelul ar putea fi eficient în până la cinci cicluri de îndepărtare a microplasticului fără pierderi semnificative de eficacitate. În plus, potrivit lui Bose, odată ce a depășit utilizarea sa, hidrogelul poate fi reutilizat în nanomateriale de carbon care pot elimina metalele grele precum cromul hexavalent din apa poluată.
Mai departe, cercetătorii intenționează să aibă colaborări pentru a dezvolta un dispozitiv care poate fi implementat la scară largă pentru a ajuta la curățarea microplasticului din diferite surse de apă.
