
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

Это была самая позорная и страшная из всех видов казней
Воинов империи Хань обнаружили расчлененными в братской могиле 2000-летней давности на территории Монголии....

Тройной ядовитый укус: мутация смертельной змеи из Австралии может переписать правила эволюции?
Она впрыскивает двойную дозу яда за 0,15 секунды. Поэтому ее боятся даже герпетологи....

Что скрывает самая глубокая точка Средиземноморья?
Бездна Калипсо оказалась… жуткой свалкой....

Голландский подросток внезапно забыл родной язык и перешел на английский
Синдром чужого языка: у ученых пока нет никаких точных объяснений....

Ушел из жизни обезьяний Эйнштейн, бонобо Канзи
Он перевернул науку, показал, что язык — это не только слова, и научил, что значит быть другом....

Ровер NASA стреляет лазером по марсианскому камню и раскрывает древнюю тайну
Правда, от этого вопросов стало еще больше....

Любят бездыханных: зачем и как синеполосые осьминоги парализуют своих самок
Ответ и на поверхности, и в глубине инстинктов....

Почему стеклянные бутылки лопаются в морозилке? Это не то, что мы думали
Роль играет… жидкость, запертая в жидкости....

Изучая мадагаскарских лемуров, ученые нашли ключ к вечной молодости?
Оказалось, что во время сна зверьки «чинят» свои клетки. Осталось включить этот механизм у людей....

Йеллоустонский детектив: генетики раскрыли главную тайну бизонов
Как гиганты из двух «разных миров» сумели слиться в единое стадо....

Как похитителям идей помогает невнимательность гениев
Затем плагиаторы процветают....

Прощай, «Фотошоп»? Новый ИИ от Google редактирует фото после текстовых запросов
Ещё один шаг в развитии генеративных технологий....

Новая батарея для электромобилей заряжается за 5 минут
Это почти как залить бензин....

Конкурент Starlink: китайский SpaceSail ускоряет развёртывание спутников
Стартовала гонка в сфере космической связи....

Переписываем историю: Стоунхендж больше не самый древний круглый памятник в Англии
Археологи доказали: комплекс Флэгстоунс является его «дедушкой», так как старше на 200 лет....

Самцы опаснее: одичавшие домашние кабаны разносят по Австралии болезни
Вырвались из-под контроля....