Исследователи из Университета Сан-Паулу (Бразилия) разработали бюджетное и в то же время эффективное средство для удаления микро- и нанопластика из воды. Технология основана на применении магнитных наночастиц, которые приклеиваются к поверхности крошечной частицы отхода и поглощают ее, а затем она разлагается.
В своем исследовании бразильские химики привлекли внимание к проблемам загрязнения окружающей среды. Пластиковые отходы, подчеркнули они, окружают нас повсюду и встречаются в любой среде: в почве, воздухе, водоемах. Однако, если в окружающую среду проникает микропластик — крошечные пластмассовые частицы размером с кунжутное семечко (от одного микрометра до одного миллиметра, многие исследователи называют порогом пять миллиметров), то нанопластик (от одного до одной тысячи нанометров) можно обнаружить в повседневных вещах, вплоть до источников питьевой воды.
Это, в свою очередь, представляет опасность для живых организмов, в том числе человеческого. Невидимые глазу, наночастицы не обнаруживаются и с помощью обычных микроскопов, поэтому их крайне сложно распознать и удалить из очистных систем.
Исследователи предложили альтернативный подход. К магнитным наночастицам оксида железа они присоединили молекулы иммобилизованных (технология, при которой молекулу фермента включают в какую-либо фазу или соединяют с нерастворимым носителем) ферментов — липазы и полидофамина. Состоящий из молекул «гормона счастья», этот природный полимер обладает уникальными адгезивными свойствами, подобными белковым соединениям, которые выделяют мидии и прочие моллюски. Эти «липкие» нити позволяют наночастицам приклеиваться к пластику и поглощать его. После этого он и удаляется из водного раствора.
Помимо синтеза наночастиц с полученными характеристиками, ученые считают своим достижением успешное использование для мониторинга отделения и разрушения микропластика конфокальной рамановской микроскопии. Этот аналитический инструмент совмещает обычную оптическую микроскопию и химическую идентификацию с помощью рамановской спектроскопии.
Химики наблюдали за реакциями в режиме реального времени с помощью гиперспектральных изображений, применив новый подход в работе. Полученная технология позволят нанопластику разлагаться ферментативно, не загрязняя при этом воду. Таким образом, магнитные наночастицы экологически безопасны.
Научная работа опубликована в журнале Micron.