
Многоразовая биомасса очистила воду от микропластика
Многоразовую биоразлагаемую пену с волокнами разработали исследователи из Уханьского университета в Китае. Вещество способно удалять до 99,8% микропластика из загрязнённой воды. Пена представляет собой самостоятельно формирующуюся «сеть» из хитина и целлюлозы.
Напомним, что хитин — это биополимер, из которого состоят плотные оболочки членистоногих, например ракообразных и насекомых, а также он содержится в грибах, бактериях и сине-зелёных водорослях. А целлюлоза — также обильное в природе органическое соединение, по типу своему — углевод, основа клеточных оболочек всех наземных растений.
Полученная из отходов биомасса на основе хитина и целлюлозы успешно прошла испытания в естественных природных условиях, в четырёх водных средах.
Новый адсорбент (поглощающее вещество), разработанный коллективом профессора Хунбина Денга, состоит из переплетённых бета-хитиновых нановолокон, полученных из хорд (позвоночников) кальмаров с протонированными аминами (соединения аммиака) и взвешенными целлюлозными волокнами, полученными из хлопка. Созданная структура сама собирается в высокопористую взаимосвязанную сеть.
Денг объяснил, что самосборка особенно важна, поскольку полученная пена не требует ни сложной обработки химическими реагентами, ни добавления токсичных или дорогостоящих веществ.
Ингредиенты делают поверхность пены шероховатой и положительно заряженной, создавая множество участков, которые могут взаимодействовать и адсорбировать (поглощать) частицы пластика размером от менее чем 100 нанометров до более чем 1000 микрон.
Денг сказал, что при этом активны несколько механизмов: физическое взаимодействие, электростатическое притяжение и межмолекулярные связи. Последнее понятие включает взаимодействия, связанные с водородными связями, силами Ван-дер-Ваальса (притяжения между атомами или молекулами) и слабыми водородными связями, например, между группами соединений с OH (кислород с водородом) и CH (углерод с водородом).
Исследователи протестировали свою пену в озере, прибрежной и стоячей воде небольшого пруда, а также воде для сельскохозяйственного полива. Ученые объединили эти эксперименты по адсорбции с моделированием процессов на компьютерах, чтобы лучше понять, как работает пена.
Так было обнаружено, что пена может поглощать различные нано- и микрочастицы пластика, в том числе полистирол, полиметилметакрилат, полипропилен и полиэтилентерефталат. Эти загрязнители содержатся в предметах повседневного обихода, от деталей электроники до упаковки для продуктов питания и текстиля. Оказалось, что пена может поглощать такие частицы даже в водоёмах, загрязнённых токсичными металлами, такими как свинец, и химическими красителями.
Изобретённое вещество поглотило почти 100% частиц при первом цикле использования и около 96–98% частиц в течение следующих пяти циклов, то есть проявило себя как многоразовое средство.
Поскольку сырьё, необходимое для изготовления пены, легкодоступно, а процесс производства прост, производить её можно задёшево и сколько угодно.
— Денг.
Коллектив учёных уже подал заявку на патент на новый материал. И теперь химики ищут промышленных партнёров, которые помогут с производством. Тем временем профессор надеется, что открытие поможет привлечь дополнительное внимание к проблеме микропластика и убедить ещё большее число учёных работать над ней.
Количество пластиковых отходов в окружающей среде достигло ужасающих масштабов в несколько миллиардов тонн. Пластик разлагается крайне медленно и представляет опасность для экосистем на протяжении всего этого времени. Водная флора и фауна особенно уязвимы, поскольку частицы пластика размером в микрон соединяются с другими загрязняющими веществами в воде и попадают в живые организмы.
Существующие на сегодняшний день технологии фильтрации неэффективны, поскольку частицы чрезвычайно малы.
Напомним, что хитин — это биополимер, из которого состоят плотные оболочки членистоногих, например ракообразных и насекомых, а также он содержится в грибах, бактериях и сине-зелёных водорослях. А целлюлоза — также обильное в природе органическое соединение, по типу своему — углевод, основа клеточных оболочек всех наземных растений.
Полученная из отходов биомасса на основе хитина и целлюлозы успешно прошла испытания в естественных природных условиях, в четырёх водных средах.
Новый адсорбент (поглощающее вещество), разработанный коллективом профессора Хунбина Денга, состоит из переплетённых бета-хитиновых нановолокон, полученных из хорд (позвоночников) кальмаров с протонированными аминами (соединения аммиака) и взвешенными целлюлозными волокнами, полученными из хлопка. Созданная структура сама собирается в высокопористую взаимосвязанную сеть.
Денг объяснил, что самосборка особенно важна, поскольку полученная пена не требует ни сложной обработки химическими реагентами, ни добавления токсичных или дорогостоящих веществ.
Ингредиенты делают поверхность пены шероховатой и положительно заряженной, создавая множество участков, которые могут взаимодействовать и адсорбировать (поглощать) частицы пластика размером от менее чем 100 нанометров до более чем 1000 микрон.
Денг сказал, что при этом активны несколько механизмов: физическое взаимодействие, электростатическое притяжение и межмолекулярные связи. Последнее понятие включает взаимодействия, связанные с водородными связями, силами Ван-дер-Ваальса (притяжения между атомами или молекулами) и слабыми водородными связями, например, между группами соединений с OH (кислород с водородом) и CH (углерод с водородом).
Исследователи протестировали свою пену в озере, прибрежной и стоячей воде небольшого пруда, а также воде для сельскохозяйственного полива. Ученые объединили эти эксперименты по адсорбции с моделированием процессов на компьютерах, чтобы лучше понять, как работает пена.
Так было обнаружено, что пена может поглощать различные нано- и микрочастицы пластика, в том числе полистирол, полиметилметакрилат, полипропилен и полиэтилентерефталат. Эти загрязнители содержатся в предметах повседневного обихода, от деталей электроники до упаковки для продуктов питания и текстиля. Оказалось, что пена может поглощать такие частицы даже в водоёмах, загрязнённых токсичными металлами, такими как свинец, и химическими красителями.
Изобретённое вещество поглотило почти 100% частиц при первом цикле использования и около 96–98% частиц в течение следующих пяти циклов, то есть проявило себя как многоразовое средство.
Поскольку сырьё, необходимое для изготовления пены, легкодоступно, а процесс производства прост, производить её можно задёшево и сколько угодно.
В последние годы сообщалось о других материалах для удаления микропластика на основе биомассы. Однако в них необходимо было добавлять дополнительные химикаты. Такие особенности могут увеличить затраты или помешать крупномасштабному производству
— Денг.
Коллектив учёных уже подал заявку на патент на новый материал. И теперь химики ищут промышленных партнёров, которые помогут с производством. Тем временем профессор надеется, что открытие поможет привлечь дополнительное внимание к проблеме микропластика и убедить ещё большее число учёных работать над ней.
Количество пластиковых отходов в окружающей среде достигло ужасающих масштабов в несколько миллиардов тонн. Пластик разлагается крайне медленно и представляет опасность для экосистем на протяжении всего этого времени. Водная флора и фауна особенно уязвимы, поскольку частицы пластика размером в микрон соединяются с другими загрязняющими веществами в воде и попадают в живые организмы.
Существующие на сегодняшний день технологии фильтрации неэффективны, поскольку частицы чрезвычайно малы.
- Дмитрий Ладыгин
- science.org
Наши новостные каналы
Подписывайтесь и будьте в курсе свежих новостей и важнейших событиях дня.
Рекомендуем для вас

«Инопланетяне» на Земле? Древние 8-метровые «грибы» оказались совершенно неизвестной формой жизни
Вот уже 180 лет подряд живые «башни» ставят в тупик всю науку....

Скрытые миллиарды: население Земли оказалось гораздо больше, чем считалось
Новые исследования бросают вызов официальным демографическим данным....

«Шерстистый дьявол» обнаружен в пустыне, на границе Мексики и США
Ученые говорят: такой уникальной находки не было последние полвека....

Американские спецслужбы скрывают правду о самой древней из библейских реликвий?
Экстрасенс ЦРУ предупредил: Ковчег Завета убьет каждого, кто к нему прикоснется....

Похоже, что проблема космического мусора в скором времени будет решена раз и навсегда
Новая технология не только очистит космос, но и поможет спутникам работать втрое дольше....

Почему мы не помним себя младенцами? Новое исследование дало ответы
Возможно, помним, но «ларчик» заперт....

Археологи ликуют: в Испании нашли рисунки, которые старше человечества!
200 000-летняя находка заставит пересмотреть учебники....

iPhone, давай до свидания! Илон Маск презентовал инновационный смартфон PhoneX
Это устройство слишком прекрасно для нашей реальности....

Ученые рассказали и показали, как выглядит Антарктида без льда
Высокие горы, глубочайшие каньоны, 58 метров до Апокалипсиса и множество других тайн....

Самые массовые и дикие розыгрыши на 1 апреля в мировой истории
Это вам не просто «вся спина белая»....

Кислород устарел! Ученые нашли новый ключ к внеземной жизни
Гицеанические миры могут стать новой надеждой астрофизиков....

Ученые поражены: мыши, как спасатели, оживляют своих сородичей, попавших в беду
Открытие, от которого дрогнет даже самое черствое сердце....

На 100 000 лет раньше людей: ученые рассказали, кто устроил первые похороны на планете
Загадочные карлики Homo naledi, чей мозг был размером с апельсин, оказались не глупее нас с вами....

Секретная мутация гена: оказалось, ее имеют все обитатели Марианской впадины
Поразительное открытие китайских ученых может изменить всю теорию эволюции....

10 лет за 48 часов: ИИ полностью переиграл ученых в поисках секрета супербактерий
Однако эксперты предупреждают: нейросети не только ускоряют науку, они запросто могут столкнуть нас в пропасть....

Ученый рассказал, как использовались загадочные артефакты из гробницы Тутанхамона
Это было как в фильме «Мумия»: «Фараон должен воскреснуть!»...